KR102168841B1 - Surface-treated steel sheet and manufacturing method of surface-treated steel sheet - Google Patents

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Abstract

접착제와의 접착성이 양호한 피막을 표면에 구비하고, 우수한 내식성을 갖는 표면 처리 강판 및 그 제조 방법을 제공한다. 강판과, 상기 강판 상에 형성된 아연을 포함하는 도금층과, 상기 도금층 상에 형성된 피막을 갖는 표면 처리 강판이 제공된다. 상기 피막은, 아크릴 수지와 지르코늄과 바나듐과 인과 코발트를 포함하고, 피막의 단면에 있어서의 표면으로부터 막 두께 1/5의 두께까지의 영역에서 상기 아크릴 수지의 면적률이 80 내지 100면적%이고, 상기 피막의 막 두께 중심으로부터 표면측으로 막 두께 1/10의 두께까지의 영역과 막 두께 중심으로부터 도금층측으로 막 두께 1/10의 두께까지의 영역으로 이루어지는 영역에서 아크릴 수지의 면적률이 5 내지 50면적%이다.A surface-treated steel sheet having a film having good adhesion to an adhesive on its surface and having excellent corrosion resistance, and a method for producing the same are provided. A surface-treated steel sheet having a steel sheet, a plating layer including zinc formed on the steel sheet, and a film formed on the plating layer is provided. The film contains acrylic resin, zirconium, vanadium, phosphorus and cobalt, and the area ratio of the acrylic resin is 80 to 100 area% in a region from the surface in the cross section of the film to a thickness of 1/5 of the film thickness, The area ratio of the acrylic resin is 5 to 50 areas in a region consisting of a region from the film thickness center to the surface side to a thickness of 1/10 and a film thickness center to the plating layer side to a thickness of 1/10 %to be.

Description

표면 처리 강판 및 표면 처리 강판의 제조 방법Surface-treated steel sheet and manufacturing method of surface-treated steel sheet

본 발명은, 표면에 피막을 갖는 표면 처리 강판 및 표면 처리 강판의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a surface-treated steel sheet having a film on its surface and a method for producing a surface-treated steel sheet.

종래, 아연을 포함하는 도금 강판은, 가전 제품, 건축재, 자동차 등의 다양한 분야에서 사용되고 있다. 또한, 아연을 포함하는 도금 강판의 내식성 등을 향상시키는 방법으로서, 아연 도금을 포함하는 강판의 표면에 피막을 형성하는 기술이 널리 사용되고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 내지 3 참조).Conventionally, plated steel sheets containing zinc are used in various fields such as home appliances, building materials, and automobiles. Further, as a method of improving the corrosion resistance of a plated steel sheet containing zinc, a technique of forming a film on the surface of a steel plate containing zinc plating is widely used (for example, see Patent Documents 1 to 3).

일본 특허 공개 제2003-055777호 공보Japanese Patent Publication No. 2003-055777 일본 특허 공개 제2005-097733호 공보Japanese Patent Publication No. 2005-097733 국제 공개 제2009/116484호 공보International Publication No. 2009/116484

그러나 종래의 아연을 포함하는 도금 강판의 표면에 형성된 피막은, 내식성을 향상시킬 수 있다고 해도, 접착제와의 접착성이 충분하지 않다고 하는 문제점이 있었다.However, even if the conventional coating formed on the surface of a zinc-containing plated steel sheet can improve corrosion resistance, there is a problem that adhesion with an adhesive is not sufficient.

본 발명의 과제는, 접착제와의 접착성이 양호한 피막을 표면에 구비하고, 우수한 내식성을 갖는 표면 처리 강판 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a surface-treated steel sheet having a good adhesion to an adhesive on its surface and having excellent corrosion resistance, and a method for producing the same.

본 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위해, 예의 연구하였다.In order to solve the above problems, the present inventors have studied intensively.

그 결과, 아연을 포함하는 도금 강판 상에, 아크릴 수지와 지르코늄과 바나듐과 인과 코발트를 포함하고, 피막의 단면에 있어서의 표면으로부터 막 두께 1/5의 두께까지의 영역에서 아크릴 수지의 면적률이 80 내지 100면적%이고, 피막의 막 두께 중심으로부터 상기 표면측으로 막 두께 1/10의 두께까지의 영역과 상기 막 두께 중심으로부터 상기 도금층측으로 막 두께 1/10의 두께까지의 영역으로 이루어지는 영역에서 아크릴 수지의 면적률이 5 내지 50면적%인 피막을 형성시킴으로써, 접착제와의 접착성이 양호하고, 우수한 내식성을 갖는 피막이 얻어진다는 것을 알아냈다.As a result, on the plated steel sheet containing zinc, the area ratio of the acrylic resin in the region from the surface to the thickness of 1/5 of the film thickness in the cross section of the film containing acrylic resin, zirconium, vanadium, phosphorus and cobalt Acrylic in a region consisting of 80 to 100% by area, from the center of the film thickness to the thickness of 1/10 to the surface side, and from the center of the film thickness to the thickness of 1/10 to the plating layer side. It was found that by forming a film having a resin area ratio of 5 to 50 area%, a film having good adhesion to an adhesive and excellent corrosion resistance could be obtained.

또한, 상기 강판 상의 피막은, 표면에 평면으로 보아 섬 형상의 돌기가 복수 존재하고, 평면으로 보아, 상기 피막의 상기 표면 상에 있어서의 임의의 위치에, 길이 10㎛ 이상이고 임의의 방향으로 연장되는 3개 이상의 가상 직선을 그었을 때, 상기 가상 직선이 상기 돌기를 가로지른 부분인 복수 선분의 길이의 평균값을, 상기 돌기의 길이라고 정의한 경우, 상기 돌기의 길이는, 0.1 내지 5.0㎛인 것을 알아냈다.In addition, the film on the steel plate has a plurality of island-like projections on its surface, and has a length of 10 μm or more and extends in an arbitrary direction at an arbitrary position on the surface of the film when viewed in a plan view. When three or more virtual straight lines are drawn, the length of the projection is 0.1 to 5.0 μm, when the average value of the length of the plurality of line segments, which is the part that crosses the projection, is defined as the length of the projection. Worked.

그리고 놀랍게도, 본 발명의 우수한 접착제와의 접착성, 및 우수한 내식성은, 피막의 단면 구조와 표면의 형태 구조가 일체로 되어 발휘된다는 것도 알아냈다.And surprisingly, it has also been found that the excellent adhesion to the adhesive of the present invention and the excellent corrosion resistance are exhibited by the cross-sectional structure of the film and the morphological structure of the surface being integrated.

또한, 본 발명자는, 본 발명의 피막을 도금 강판 상에 형성시키기 위한 조건 검토를 행하여, 아크릴 수지를 포함하는 수계 표면 처리 약제를 사용하여, 본 발명의 피막을 도금 강판 상에 형성시키는 제조 방법을 확립하는 데 성공하였다.In addition, the inventor of the present invention conducts a conditional examination for forming the film of the present invention on a plated steel sheet, and uses a water-based surface treatment agent containing an acrylic resin to provide a manufacturing method for forming the film of the present invention on a plated steel sheet. Succeeded in establishing.

본 발명의 요지는 이하와 같다.The summary of the present invention is as follows.

[1] 강판과, 상기 강판 상에 형성된 아연을 포함하는 도금층과, 상기 도금층 상에 형성된 피막을 갖고,[1] having a steel sheet, a plating layer containing zinc formed on the steel sheet, and a film formed on the plating layer,

상기 피막은, 아크릴 수지와 지르코늄과 바나듐과 인과 코발트를 포함하고,The film contains acrylic resin, zirconium, vanadium, phosphorus and cobalt,

상기 피막의 단면에 있어서의 표면으로부터 막 두께 1/5의 두께까지의 영역에서, 상기 아크릴 수지의 면적률이 80 내지 100면적%이고,In a region from the surface in the cross section of the film to a thickness of 1/5 of the film thickness, the area ratio of the acrylic resin is 80 to 100 area%,

상기 피막의 막 두께 중심으로부터 상기 표면측으로 막 두께 1/10의 두께까지의 영역과 상기 막 두께 중심으로부터 상기 도금층측으로 막 두께 1/10의 두께까지의 영역으로 이루어지는 영역에서, 상기 아크릴 수지의 면적률이 5 내지 50면적%인 표면 처리 강판.Area ratio of the acrylic resin in a region consisting of a region from the film thickness center of the film to a thickness of 1/10 to the surface side and a region from the film thickness center to the plating layer side to a thickness of 1/10 A surface-treated steel sheet having 5 to 50% by area.

[2] 상기 피막의 상기 표면에는, 평면으로 보아 섬 형상의 돌기가 복수 존재하고,[2] On the surface of the film, there are a plurality of island-like projections in plan view,

평면으로 보아, 상기 피막의 상기 표면 상에 있어서의 임의의 위치에, 길이 10㎛ 이상이고 임의의 방향으로 연장되는 3개 이상의 가상 직선을 그었을 때, 상기 가상 직선이 상기 돌기를 가로지른 부분인 복수 선분의 길이의 평균값을, 상기 돌기의 길이라고 정의한 경우, 상기 돌기의 길이는, 0.1 내지 5.0㎛인, [1]에 기재된 표면 처리 강판.In plan view, when three or more imaginary straight lines having a length of 10 μm or more and extending in an arbitrary direction are drawn at an arbitrary position on the surface of the film, the imaginary straight line is a portion that crosses the protrusion. The surface-treated steel sheet according to [1], wherein, when the average value of the length of the line segment is defined as the length of the protrusion, the length of the protrusion is 0.1 to 5.0 µm.

[3] 한 변이 1㎛인 직사각형 영역에서의 상기 피막의 상기 표면의 산술 평균 조도(Ra)가 5 내지 50㎚, 조도 곡선의 최대 단면 높이(Rt)가 50 내지 500㎚, 제곱 평균 평방근 조도(Rq)가 10 내지 100㎚인, [2]에 기재된 표면 처리 강판.[3] The arithmetic mean roughness (Ra) of the surface of the film in a rectangular area of 1 μm on one side is 5 to 50 nm, the maximum cross-sectional height (Rt) of the roughness curve is 50 to 500 nm, and the root mean square roughness ( The surface-treated steel sheet according to [2], wherein Rq) is 10 to 100 nm.

[4] 상기 피막 중의 인접하는 상기 돌기끼리의 사이의 영역에서의 상기 지르코늄의 농도는, 상기 돌기가 형성되어 있는 영역에서의 상기 지르코늄의 농도보다 낮은, [2] 또는 [3]에 기재된 표면 처리 강판.[4] The surface treatment according to [2] or [3], wherein the concentration of zirconium in the region between adjacent projections in the coating is lower than the concentration of zirconium in the region in which the projections are formed. Grater.

[5] 상기 피막 중의 인접하는 상기 돌기끼리의 사이의 영역에서의 상기 아크릴 수지의 농도는, 상기 돌기가 형성되어 있는 영역에서의 상기 아크릴 수지의 농도보다 높은, [2] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 표면 처리 강판.[5] Any of [2] to [4], wherein the concentration of the acrylic resin in the region between the adjacent projections in the film is higher than the concentration of the acrylic resin in the region in which the projections are formed. Surface-treated steel sheet described in one.

[6] 상기 피막에 있어서, 상기 바나듐의 질량과, 상기 지르코늄의 질량의 질량비(V/Zr)가 0.07 내지 0.69이고,[6] in the film, the mass ratio (V/Zr) of the mass of the vanadium and the mass of the zirconium is 0.07 to 0.69,

상기 인의 질량과, 상기 지르코늄의 질량의 질량비(P/Zr)가 0.04 내지 0.58이고,The mass ratio (P/Zr) of the mass of the phosphorus and the mass of the zirconium is 0.04 to 0.58,

상기 코발트의 질량과, 상기 지르코늄의 질량과의 질량비(Co/Zr)가 0.005 내지 0.08인, [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 표면 처리 강판.The surface-treated steel sheet according to any one of [1] to [5], wherein a mass ratio (Co/Zr) of the mass of the cobalt and the mass of the zirconium is 0.005 to 0.08.

[7] 상기 피막에 상기 지르코늄은, 금속 환산으로, 4 내지 400㎎/㎡ 함유되는, [1] 내지 [6] 중 어느 하나에 기재된 표면 처리 강판.[7] The surface-treated steel sheet according to any one of [1] to [6], wherein the zirconium is contained in the coating film in terms of metal of 4 to 400 mg/m 2.

[8] 상기 피막의 단면에 있어서의 상기 아크릴 수지의 면적률이 20 내지 60면적%인, [1] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 표면 처리 강판.[8] The surface-treated steel sheet according to any one of [1] to [7], wherein the area ratio of the acrylic resin in the cross section of the film is 20 to 60 area%.

[9] 상기 도금층이, 60질량% 이하의 Al, 10질량% 이하의 Mg, 2질량% 이하의 Si 중 1종 이상과, 아연 및 불순물로 이루어지는, [1] 내지 [8] 중 어느 하나에 기재된 표면 처리 강판.[9] In any one of [1] to [8], wherein the plating layer is composed of at least one of 60% by mass or less Al, 10% by mass or less Mg, and 2% by mass or less Si, and zinc and impurities. Surface-treated steel plate described.

[10] 상기 아크릴 수지가, 15 내지 25질량%의 스티렌과, 1 내지 10질량%의 (메트)아크릴산과, 40 내지 58질량%의 (메트)아크릴산알킬에스테르와, 20 내지 38질량%의 아크릴로니트릴의 공중합체이며, 상기 아크릴 수지의 유리 전이 온도가 -12 내지 24℃인, [1] 내지 [9] 중 어느 하나에 기재된 표면 처리 강판.[10] The acrylic resin comprises 15 to 25 mass% of styrene, 1 to 10 mass% of (meth)acrylic acid, 40 to 58 mass% of (meth)acrylate alkyl ester, and 20 to 38 mass% of acrylic. The surface-treated steel sheet according to any one of [1] to [9], which is a copolymer of ronitrile, and wherein the acrylic resin has a glass transition temperature of -12 to 24°C.

[11] 상기 피막이, 5질량% 이하의 불화물 이온을 함유하는, [1] 내지 [10] 중 어느 하나에 기재된 표면 처리 강판.[11] The surface-treated steel sheet according to any one of [1] to [10], in which the film contains 5% by mass or less of fluoride ions.

[12] [1] 내지 [11] 중 어느 하나에 기재된 표면 처리 강판의 제조 방법이며,[12] It is a manufacturing method of the surface-treated steel sheet according to any one of [1] to [11],

강판 상에 아연을 포함하는 도금층을 형성하는 공정과,A step of forming a plating layer containing zinc on a steel sheet, and

상기 도금층 상에, 아크릴 수지와 지르코늄과 바나듐과 인과 코발트를 포함하는 수계 표면 처리 약제를, 롤 코터를 사용하여 도포하고, 도막을 형성하는 공정과,Applying an aqueous surface treatment agent containing acrylic resin, zirconium, vanadium, phosphorus and cobalt on the plating layer using a roll coater, and forming a coating film;

상기 도막을 형성하고 나서 상기 도막의 건조를 개시할 때까지 0.5초 이상 유지하는 공정과,A step of holding the coating film for at least 0.5 seconds until drying of the coating film is started after the coating film is formed;

상기 도막을 건조시키는 공정을The process of drying the coating film

갖는 표면 처리 강판의 제조 방법.A method for producing a surface-treated steel sheet having.

[13] 상기 수계 표면 처리 약제를 도포하는 공정에 있어서, 상기 강판이 상기 롤 코터에 돌입할 때의 상기 강판의 온도가, 5℃ 이상 80℃ 이하인, [12]에 기재된 표면 처리 강판의 제조 방법.[13] The method for producing a surface-treated steel sheet according to [12], wherein, in the step of applying the water-based surface treatment agent, the temperature of the steel sheet when the steel sheet rushes into the roll coater is 5°C or more and 80°C or less. .

본 발명의 표면 처리 강판은, 접착제와의 접착성이 양호하고, 또한 우수한 내식성을 갖는 피막을 표면에 구비하고 있다.The surface-treated steel sheet of the present invention has a film having good adhesion to an adhesive and excellent corrosion resistance on its surface.

도 1은 제1 실시 형태에 관한 표면 처리 강판의 단면 구조를 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 제1 실시 형태의 표면 처리 강판이 갖는 피막의 표면을 도시한 모식도이다.
도 3은 제2 실시 형태에 관한 표면 처리 강판의 단면 구조를 설명하기 위한 모식도이다.
도 4는 실시예 42에 관한 표면 처리 강판의 단면의 TEM 이미지이다.
도 5는 실시예 41에 관한 표면 처리 강판의 단면의 TEM 이미지이다.
도 6은 실시예 3에 관한 표면 처리 강판의 단면의 TEM 이미지이다.
도 7은 실시예 112에 관한 표면 처리 강판의 표면을 SEM으로 관찰한 화상과, 화상 상에 그은 3개의 가상 직선을 나타낸 사진이다.
도 8은 실시예 109에 관한 표면 처리 강판의 표면을 SEM으로 관찰한 화상과, 화상 상에 그은 3개의 가상 직선을 나타낸 사진이다.
도 9는 실시예 70에 관한 표면 처리 강판의 표면의 SEM 이미지이다.
도 10은 실시예 70에 관한 표면 처리 강판의 표면의 AFM 이미지이다.
도 11은 실시예 111에 관한 표면 처리 강판의 표면의 SEM 이미지이다.
도 12는 실시예 111에 관한 표면 처리 강판의 표면의 AFM 이미지이다.
도 13은 비교예 9에 관한 표면 처리 강판의 표면의 SEM 이미지이다.
도 14는 비교예 9에 관한 표면 처리 강판의 표면의 AFM 이미지이다.
도 15는 비교예 8에 관한 표면 처리 강판의 표면의 SEM 이미지이다.
도 16은 비교예 8에 관한 표면 처리 강판의 표면의 AFM 이미지이다.
도 17은 제1 실시 형태에 관한 표면 처리 강판의 구체예로서의 표면 처리 강판의 단면의 TEM 이미지이다.
도 18은 도 17에 나타낸 표면 처리 강판의 표면의 SEM 이미지이다.
1 is a schematic diagram for explaining a cross-sectional structure of a surface-treated steel sheet according to a first embodiment.
Fig. 2 is a schematic diagram showing the surface of a film included in the surface-treated steel sheet of the first embodiment.
3 is a schematic diagram for explaining a cross-sectional structure of a surface-treated steel sheet according to a second embodiment.
4 is a TEM image of a cross section of a surface-treated steel sheet according to Example 42.
5 is a TEM image of a cross section of a surface-treated steel sheet according to Example 41.
6 is a TEM image of a cross section of a surface-treated steel sheet according to Example 3. FIG.
Fig. 7 is an image obtained by observing the surface of the surface-treated steel sheet according to Example 112 with an SEM, and a photograph showing three virtual straight lines drawn on the image.
8 is a photograph showing an image obtained by observing the surface of a surface-treated steel sheet according to Example 109 with an SEM, and three virtual straight lines drawn on the image.
9 is an SEM image of the surface of a surface-treated steel sheet according to Example 70.
10 is an AFM image of the surface of a surface-treated steel sheet according to Example 70. FIG.
11 is an SEM image of the surface of a surface-treated steel sheet according to Example 111. FIG.
12 is an AFM image of the surface of a surface-treated steel sheet according to Example 111.
13 is an SEM image of the surface of a surface-treated steel sheet according to Comparative Example 9. FIG.
14 is an AFM image of the surface of a surface-treated steel sheet according to Comparative Example 9. FIG.
15 is an SEM image of the surface of a surface-treated steel sheet according to Comparative Example 8. FIG.
16 is an AFM image of the surface of a surface-treated steel sheet according to Comparative Example 8. FIG.
17 is a TEM image of a cross section of a surface-treated steel sheet as a specific example of the surface-treated steel sheet according to the first embodiment.
18 is an SEM image of the surface of the surface-treated steel sheet shown in FIG. 17.

이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 번호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in the present specification and drawings, elements having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.

1. 표면 처리 강판1. Surface treatment steel plate

1.1 제1 실시 형태1.1 First embodiment

도 1은, 제1 실시 형태의 표면 처리 강판의 단면 구조를 설명하기 위한 모식도이다.1 is a schematic diagram for explaining a cross-sectional structure of a surface-treated steel sheet according to a first embodiment.

도 1에 도시한 표면 처리 강판(10)은, 강판(1)과, 강판(1)의 표면(1a)(도 1에서는 상면)에 형성된 아연을 포함하는 도금층(2)과, 도금층(2) 상에 형성된 피막(3)을 갖는다.The surface-treated steel sheet 10 shown in FIG. 1 includes a steel sheet 1, a plating layer 2 containing zinc formed on the surface 1a (the upper surface in FIG. 1) of the steel sheet 1, and a plating layer 2 It has a film 3 formed thereon.

도 1에 도시한 표면 처리 강판(10)에서는, 강판(1)의 편면의 표면(1a)측에만 도금층(2) 및 피막(3)이 형성되어 있는 경우를 예로 들어 설명하지만, 본 발명의 표면 처리 강판은, 강판의 양면에 도금층 및 피막이 형성되어 있어도 된다. 또한, 도금층(2)이, 강판(1)의 양면에 형성되어 있는 경우, 피막(3)은 편면에만 형성되어 있어도 되고, 양면에 형성되어 있어도 된다.In the surface-treated steel sheet 10 shown in FIG. 1, a case in which the plating layer 2 and the film 3 are formed only on the surface 1a side of one side of the steel sheet 1 is described as an example, but the surface of the present invention The treated steel sheet may have a plating layer and a film formed on both surfaces of the steel sheet. Further, when the plating layer 2 is formed on both surfaces of the steel sheet 1, the coating 3 may be formed only on one surface or on both surfaces.

(강판)(Steel plate)

본 실시 형태에 있어서, 표면(1a)에 도금층(2)이 형성되는 강판(1)은, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 강판(1)으로서, 극저C형(페라이트 주체 조직), Al-k형(페라이트 중에 펄라이트를 포함하는 조직), 2상 조직형(예를 들어, 페라이트 중에 마르텐사이트를 포함하는 조직, 페라이트 중에 베이나이트를 포함하는 조직), 가공 유기 변태형(페라이트 중에 잔류 오스테나이트를 포함하는 조직), 미세 결정형(페라이트 주체 조직) 등의 어느 형의 강판을 사용해도 된다.In this embodiment, the steel plate 1 on which the plating layer 2 is formed on the surface 1a is not particularly limited. For example, as the steel plate 1, an extremely low C type (ferrite main structure), Al-k type (structure containing pearlite in ferrite), two-phase structure type (for example, a structure containing martensite in ferrite) , A steel sheet of any type, such as a structure containing bainite in ferrite), a processed organic transformation type (structure containing residual austenite in ferrite), and a fine crystal type (ferrite main structure) may be used.

(도금층)(Plating layer)

도금층(2)은, 강판(1)의 편면 또는 양면의 표면에 형성되어 있다. 도금층(2)은, 아연을 포함하는 것이면 되고, 60질량% 이하의 Al, 10질량% 이하의 Mg, 2질량% 이하의 Si 중 1종 이상과, 아연 및 불순물로 이루어지는 것인 것이 바람직하다. 불순물이란, 제조 공정 등에서 혼입되는 불순물을 의미하고, 예를 들어 Pb, Cd, Sb, Cu, Fe, Ti, Ni, B, Zr, Hf, Sc, Sn, Be, Co, Cr, Mn, Mo, P, Nb, V, Bi, 그리고 또한, La, Ce, Y 등의 3족 원소 등을 들 수 있다. 이들 불순물 원소의 합계는 0.5질량% 정도 이하인 것이 바람직하다.The plating layer 2 is formed on one or both surfaces of the steel plate 1. The plating layer 2 should just contain zinc, and it is preferable that it consists of at least 1 type of 60 mass% or less Al, 10 mass% or less Mg, and 2 mass% or less Si, zinc and impurities. Impurities mean impurities mixed in a manufacturing process, etc., for example, Pb, Cd, Sb, Cu, Fe, Ti, Ni, B, Zr, Hf, Sc, Sn, Be, Co, Cr, Mn, Mo, P, Nb, V, Bi, and further, Group III elements such as La, Ce, and Y. It is preferable that the total of these impurity elements is about 0.5% by mass or less.

도금층(2)이, 60질량% 이하의 Al, 10질량% 이하의 Mg, 2질량% 이하의 Si 중 1종 이상과, 아연 및 불순물로 이루어지는 것인 경우, 한층 더 우수한 내식성을 갖는 표면 처리 강판(10)이 된다.When the plating layer 2 is made of at least one of 60% by mass or less of Al, 10% by mass or less of Mg, and 2% by mass or less of Si, zinc and impurities, a surface-treated steel sheet having more excellent corrosion resistance It becomes (10).

도금층(2)의 도금 부착량은 특별히 제한되지 않고, 종래 알려져 있는 일반적인 범위 내이면 된다.The amount of plating deposited on the plating layer 2 is not particularly limited, and may be within a conventionally known general range.

(피막)(film)

피막(3)은, 도금층(2) 상에 형성된 것이다.The film 3 is formed on the plating layer 2.

도 1에 도시한 피막(3)은, 입자상의 아크릴 수지(31)와, 인히비터 상(32)으로 이루어진다. 인히비터 상(32)은, 지르코늄과 바나듐과 인과 코발트를 포함한다.The film 3 shown in FIG. 1 is composed of a particulate acrylic resin 31 and an inhibitor phase 32. The inhibitor phase 32 contains zirconium, vanadium, phosphorus and cobalt.

본 실시 형태에 있어서의 「아크릴 수지」는, (메트)아크릴산알킬에스테르의 중합체를 포함하는 수지인 것이 바람직하고, (메트)아크릴산알킬에스테르만을 중합한 중합체여도 되고, (메트)아크릴산알킬에스테르와, 그 밖의 모노머를 중합한 공중합체여도 된다. 또한, 본 명세서에 있어서 「(메트)아크릴」은 「아크릴」 또는 「메타크릴」을 의미한다.The ``acrylic resin'' in the present embodiment is preferably a resin containing a polymer of an alkyl (meth)acrylate, and may be a polymer obtained by polymerizing only an alkyl (meth)acrylate, or an alkyl (meth)acrylate, It may be a copolymer obtained by polymerizing other monomers. In addition, in this specification, "(meth)acryl" means "acrylic" or "methacryl."

아크릴 수지는, 피막(3)과 상도층의 밀착성 및 접착제와의 접착성의 향상에 기여함과 함께, 표면 처리 강판(10)의 내식성 향상에 기여한다.The acrylic resin contributes to the improvement of the adhesion between the film 3 and the top coat layer and the adhesiveness with the adhesive, and contributes to the improvement of the corrosion resistance of the surface-treated steel sheet 10.

아크릴 수지로서는, (메트)아크릴산알킬에스테르와, 그 밖의 모노머의 공중합체를 사용하는 것이 바람직하다. 공중합체로서는, 스티렌(b1)과, (메트)아크릴산(b2)과, (메트)아크릴산알킬에스테르(b3)와, 아크릴로니트릴(b4)의 공중합체를 사용하는 것이 바람직하다.As the acrylic resin, it is preferable to use a copolymer of an alkyl (meth)acrylate and other monomers. As a copolymer, it is preferable to use a copolymer of styrene (b1), (meth)acrylic acid (b2), (meth)acrylic acid alkyl ester (b3), and acrylonitrile (b4).

특히, 아크릴 수지로서, 15 내지 25질량%의 스티렌(b1)과, 1 내지 10질량%의 (메트)아크릴산(b2)과, 40 내지 58질량%의 (메트)아크릴산알킬에스테르(b3)와, 20 내지 38질량%의 아크릴로니트릴(b4)의 공중합체를 사용하는 것이 바람직하다. 아크릴 수지로서, 이러한 공중합체를 사용함으로써, 한층 더 상도층과의 밀착성 및 접착제와의 접착성이 양호하고, 우수한 내식성을 갖는 피막(3)이 얻어진다.In particular, as an acrylic resin, 15 to 25 mass% of styrene (b1), 1 to 10 mass% of (meth)acrylic acid (b2), 40 to 58 mass% of an alkyl (meth)acrylate (b3), It is preferable to use a copolymer of 20 to 38% by mass of acrylonitrile (b4). By using such a copolymer as an acrylic resin, the film 3 is obtained, which further has good adhesion to the top coat layer and adhesion to the adhesive, and has excellent corrosion resistance.

아크릴 수지 중의 스티렌(b1), (메트)아크릴산(b2), (메트)아크릴산알킬에스테르(b3), 아크릴로니트릴(b4)의 성분비는, 적외 흡수(IR) 분석, 라만 분석, 질량 분석 등의 분석 방법을 사용하여, 피막을 분석함으로써 산출할 수 있다.The component ratio of styrene (b1), (meth)acrylic acid (b2), (meth)acrylate alkyl ester (b3), and acrylonitrile (b4) in the acrylic resin is determined by infrared absorption (IR) analysis, Raman analysis, mass analysis, etc. It can be calculated by analyzing the film using an analysis method.

스티렌(b1)은, 피막(3)의 도금층(2) 및 상도층과의 밀착성을 높여, 표면 처리 강판(10)의 내식성을 높인다. 모노머 성분의 전체 질량에 대해 스티렌(b1)을 15질량% 이상 함유하면, 스티렌(b1)에 의해 얻어지는 효과가 한층 더 향상된다. 스티렌(b1)의 함유량은 17질량% 이상인 것이 더 바람직하다. 스티렌(b1)의 함유량이 25질량% 이하이면, 스티렌(b1)의 함유량이 지나치게 많아 피막(3)이 단단해지는 것이 방지된다. 그 결과, 피막(3)과 도금층(2) 및 상도층과의 밀착성이 한층 더 향상되어, 표면 처리 강판(10)의 내식성이 한층 더 향상된다. 스티렌(b1)의 함유량은 23질량% 이하인 것이 더 바람직하다.Styrene (b1) increases the adhesion between the plating layer 2 of the coating film 3 and the top coat layer, and improves the corrosion resistance of the surface-treated steel sheet 10. When 15% by mass or more of styrene (b1) is contained with respect to the total mass of the monomer component, the effect obtained by styrene (b1) is further improved. The content of styrene (b1) is more preferably 17% by mass or more. When the content of styrene (b1) is 25% by mass or less, the content of styrene (b1) is too large to prevent the film 3 from becoming hard. As a result, the adhesion between the film 3 and the plating layer 2 and the top coat layer is further improved, and the corrosion resistance of the surface-treated steel sheet 10 is further improved. The content of styrene (b1) is more preferably 23% by mass or less.

(메트)아크릴산(b2)은, 피막(3)과 도금층(2) 및 상도층과의 밀착성을 높여, 표면 처리 강판(10)의 내식성을 높인다. 모노머 성분의 전체 질량에 대해, (메트)아크릴산(b2)을 1질량% 이상 함유하면, (메트)아크릴산(b2)에 의해 얻어지는 효과가 한층 더 향상된다. (메트)아크릴산(b2)의 함유량은 2질량% 이상인 것이 더 바람직하다. (메트)아크릴산(b2)의 함유량이 10질량% 이하이면, 피막(3)의 내수성이 양호해져, 더 우수한 내식성이 얻어진다. (메트)아크릴산(b2)의 함유량은 6질량% 이하인 것이 더 바람직하다.The (meth)acrylic acid (b2) improves the adhesion between the film 3, the plating layer 2, and the top coat layer, and increases the corrosion resistance of the surface-treated steel sheet 10. When 1 mass% or more of (meth)acrylic acid (b2) is contained with respect to the total mass of a monomer component, the effect obtained by (meth)acrylic acid (b2) is further improved. The content of (meth)acrylic acid (b2) is more preferably 2% by mass or more. When the content of (meth)acrylic acid (b2) is 10% by mass or less, the water resistance of the film 3 becomes good, and more excellent corrosion resistance is obtained. It is more preferable that the content of (meth)acrylic acid (b2) is 6% by mass or less.

(메트)아크릴산알킬에스테르(b3)는, 표면 처리 강판(10)의 내식성을 높인다. 모노머 성분의 전체 질량에 대해, (메트)아크릴산알킬에스테르(b3)를 40질량% 이상 함유하면, 더 우수한 내식성이 얻어진다. (메트)아크릴산알킬에스테르(b3)의 함유량이 58질량% 이하이면, 더 우수한 내식성이 얻어진다. (메트)아크릴산알킬에스테르(b3)의 함유량은 55질량% 이하인 것이 더 바람직하다.The (meth)acrylate alkyl ester (b3) improves the corrosion resistance of the surface-treated steel sheet 10. When 40 mass% or more of (meth)acrylate alkyl ester (b3) is contained with respect to the total mass of a monomer component, more excellent corrosion resistance is obtained. When the content of the alkyl (meth)acrylate (b3) is 58% by mass or less, more excellent corrosion resistance is obtained. The content of the alkyl (meth)acrylate (b3) is more preferably 55% by mass or less.

(메트)아크릴산알킬에스테르(b3)로서는, 예를 들어 (메트)아크릴산메틸, (메트)아크릴산에틸, (메트)아크릴산부틸, 아크릴산2-메틸헥실 및 이들의 이성체 등으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 이들 중에서도 특히, 내식성이 우수하다는 점에서, 아크릴산에틸 및/또는 아크릴산부틸을 사용하는 것이 바람직하다.As the (meth)acrylate alkyl ester (b3), for example, at least one selected from methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, 2-methylhexyl acrylate, and isomers thereof can be used. I can. Among these, it is preferable to use ethyl acrylate and/or butyl acrylate from the viewpoint of particularly excellent corrosion resistance.

아크릴로니트릴(b4)은, 피막(3)과 접착제의 접착성을 높인다. 모노머 성분의 전체 질량에 대해 아크릴로니트릴(b4)을 20질량% 이상 함유하면, 한층 더 피막(3)과 접착제의 접착성이 향상된다. 아크릴로니트릴(b4)의 함유량이 38질량% 이하이면, 피막(3)의 내수성이 양호해져, 더 우수한 내식성이 얻어진다. 아크릴로니트릴(b4)의 함유량은 35질량% 이하인 것이 더 바람직하다.Acrylonitrile (b4) improves the adhesion between the film 3 and the adhesive. When 20% by mass or more of acrylonitrile (b4) is contained with respect to the total mass of the monomer component, the adhesion between the film 3 and the adhesive is further improved. When the content of the acrylonitrile (b4) is 38% by mass or less, the water resistance of the film 3 becomes good, and more excellent corrosion resistance is obtained. It is more preferable that the content of acrylonitrile (b4) is 35% by mass or less.

아크릴 수지가 공중합체인 경우, 스티렌(b1)과, (메트)아크릴산(b2)과, (메트)아크릴산알킬에스테르(b3)와, 아크릴로니트릴(b4)과, 다른 비닐기 함유 모노머의 공중합체여도 된다.When the acrylic resin is a copolymer, it may be a copolymer of styrene (b1), (meth)acrylic acid (b2), (meth)acrylic acid alkyl ester (b3), acrylonitrile (b4), and other vinyl group-containing monomers. do.

다른 비닐기 함유 모노머로서는, 특별히 한정하는 것이 아니지만, 예를 들어 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 3-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 에톡시-디에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메트)알릴에테르, 3-히드록시프로필(메트)알릴에테르, 4-히드록시부틸(메트)알릴에테르, 아크릴산2-디메틸아미노에틸, 아크릴아미드, 알릴알코올, 말레산, 무수말레산, 푸마르산, 크로톤산, 이타콘산, 시트라콘산, 신남산, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 알릴글리시딜에테르, 글리시딜(메트)아크릴레이트, 2-(1-아지리디닐)에틸아크릴레이트, 이미놀메타크릴레이트, 아크릴로일모르폴린, 포름산비닐, 아세트산비닐, 부티르산비닐, 아크릴산비닐, 비닐톨루엔, 신남산니트릴, (메트)아크릴옥시에틸포스페이트 및 비스-(메트)아크릴옥시에틸포스페이트 등을 들 수 있고, 이들 중 1종 이상을 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 에멀션의 안정성이 우수하다는 점에서, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 에톡시-디에틸렌글리콜아크릴레이트 및 아크릴아미드가 바람직하다.Although it does not specifically limit as another vinyl group-containing monomer, For example, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 3-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2 -Hydroxybutyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, ethoxy-diethylene glycol (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) allyl ether, 3-hydroxypropyl ( Meth) allyl ether, 4-hydroxybutyl (meth) allyl ether, 2-dimethylaminoethyl acrylic acid, acrylamide, allyl alcohol, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, crotonic acid, itaconic acid, citraconic acid, cinnamic acid , Vinyl trimethoxysilane, vinyl triethoxysilane, allyl glycidyl ether, glycidyl (meth) acrylate, 2-(1-aziridinyl) ethyl acrylate, iminol methacrylate, acryloyl Morpholine, vinyl formate, vinyl acetate, vinyl butyrate, vinyl acrylate, vinyl toluene, nitrile cinnamate, (meth)acryloxyethylphosphate, and bis-(meth)acryloxyethylphosphate, and one or more of these You can use Among these, 2-hydroxyethyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, ethoxy-diethylene glycol acrylate, and acrylamide are preferred from the viewpoint of excellent emulsion stability.

본 명세서에 있어서 「(메트)아크릴레이트」는 「아크릴레이트」 또는 「메타크릴레이트」를 의미한다. 「(메트)알릴에테르」는 「알릴에테르」 또는 「메탈릴에테르」를 의미한다. 「(메트)아크릴로」는 「아크릴로」 또는 「메타크릴로」를 의미한다.In this specification, "(meth)acrylate" means "acrylate" or "methacrylate". “(Meth)allyl ether” means “allyl ether” or “metalyl ether”. "(Meth)acrylo" means "acrylo" or "methacrylo".

아크릴 수지는, 유리 전이 온도가 -12 내지 24℃인 것이 바람직하고, -10 내지 20℃인 것이 보다 바람직하다. 유리 전이 온도가 -12℃ 이상이면, 한층 더 우수한 내식성을 갖는 피막(3)이 얻어진다. 유리 전이 온도가 24℃ 이하이면, 한층 더 상도층과의 밀착성 및 접착제와의 접착성이 양호해진다.As for the acrylic resin, it is preferable that the glass transition temperature is -12 to 24 degreeC, and it is more preferable that it is -10 to 20 degreeC. When the glass transition temperature is -12°C or higher, the film 3 having even more excellent corrosion resistance is obtained. When the glass transition temperature is 24°C or less, the adhesion to the top coat layer and the adhesion to the adhesive are further improved.

아크릴 수지의 유리 전이 온도는, 이하의 식(1)에 의해 산출된다.The glass transition temperature of the acrylic resin is calculated by the following formula (1).

Figure 112018062577280-pct00001
Figure 112018062577280-pct00001

(식(1) 중, Tg는, 아크릴 수지(A)의 유리 전이 온도(K)이고, W1, W2, ···, Wn은, 아크릴 수지를 구성하는 각 모노머의 호모폴리머의 중량 분율이고, Tg1, Tg2, ···, Tgn은, 각 모노머의 호모폴리머의 유리 전이 온도임)(In formula (1), Tg is the glass transition temperature (K) of the acrylic resin (A), W 1 , W 2 , ..., W n is the weight of the homopolymer of each monomer constituting the acrylic resin Fraction, Tg 1 , Tg 2 , ..., Tg n is the glass transition temperature of the homopolymer of each monomer)

피막(3) 전체의 아크릴 수지의 농도는, 20 내지 60질량%인 것이 바람직하다. 아크릴 수지의 농도가 20질량% 이상이면, 아크릴 수지를 포함하는 것에 의한 효과가 충분히 얻어진다. 아크릴 수지의 농도가 60질량% 이하이면, 지르코늄 함유량을 충분히 확보할 수 있고, 지르코늄과 아크릴 수지를 포함하는 것에 의한 상승 효과에 의해, 한층 더 우수한 내식성이 얻어진다. 아크릴 수지의 농도는 40질량% 이하인 것이 더 바람직하다. 또한, 피막(3) 전체의 아크릴 수지의 농도가 상기 범위 내이면, 더 확실하게 후술하는 「상부 영역 A」 및 「중심 영역 C」에 있어서의 아크릴 수지의 면적률의 범위를 달성할 수 있다.It is preferable that the concentration of the acrylic resin in the entire film 3 is 20 to 60% by mass. When the concentration of the acrylic resin is 20% by mass or more, the effect of including the acrylic resin is sufficiently obtained. When the concentration of the acrylic resin is 60% by mass or less, the zirconium content can be sufficiently secured, and further excellent corrosion resistance can be obtained due to the synergistic effect of including zirconium and the acrylic resin. It is more preferable that the concentration of the acrylic resin is 40% by mass or less. Further, when the concentration of the acrylic resin in the entire film 3 is within the above range, the range of the area ratio of the acrylic resin in the "upper region A" and "center region C" described later can be achieved more reliably.

피막(3) 중의 지르코늄, 바나듐, 인, 코발트는, 모두 표면 처리 강판(10)의 부식 억제제(인히비터)로서 기능하여, 표면 처리 강판(10)의 내식성을 향상시킨다. 지르코늄, 바나듐, 인, 코발트는, 각각 부식 억제제로서의 기능이 효과적으로 발휘되는 부식 환경이 상이하다. 이 때문에, 부식 억제제로서, 지르코늄, 바나듐, 인, 코발트의 4종을 함유함으로써, 다양한 부식 환경하에서의 부식을 억제할 수 있어, 보다 우수한 내식성이 얻어진다.Zirconium, vanadium, phosphorus, and cobalt in the film 3 all function as corrosion inhibitors (inhibitors) of the surface-treated steel sheet 10 to improve the corrosion resistance of the surface-treated steel sheet 10. Zirconium, vanadium, phosphorus, and cobalt each have different corrosive environments in which the function as a corrosion inhibitor is effectively exhibited. For this reason, by containing four types of zirconium, vanadium, phosphorus and cobalt as corrosion inhibitors, corrosion in various corrosive environments can be suppressed, and more excellent corrosion resistance can be obtained.

피막(3) 중의 지르코늄은, 아크릴 수지와 가교 구조를 형성하고 있다. 이 때문에, 피막(3)은 우수한 배리어성을 갖는다. 또한, 피막(3) 중의 지르코늄은, 도금층(2)의 표면과 Zr-O-M 결합(M: 도금층 중의 금속 원소)을 형성하고 있다고 추정된다. 이것에 의해, 피막(3)은 도금층(2)과의 우수한 밀착성을 갖는다.The zirconium in the film 3 forms a crosslinked structure with an acrylic resin. For this reason, the film 3 has excellent barrier properties. In addition, it is estimated that zirconium in the film 3 forms a Zr-O-M bond (M: a metal element in the plating layer) with the surface of the plating layer 2. Thereby, the film 3 has excellent adhesion with the plating layer 2.

피막(3)의 지르코늄 함유량은, 금속 환산으로 4 내지 400㎎/㎡인 것이 바람직하다. 지르코늄 부착량이 4㎎/㎡ 이상이면, 지르코늄과 도금층(2)의 표면의 결합에 의한 밀착성 향상 효과, 및 지르코늄과 아크릴 수지의 가교 구조에 의한 배리어성 향상 효과가, 한층 더 향상된다. 그 결과, 한층 더 우수한 내식성이 얻어진다. 지르코늄 부착량은 50㎎/㎡ 이상인 것이 더 바람직하다. 지르코늄 부착량이 400㎎/㎡ 이하이면, 피막(3)에 지르코늄을 함유하는 것에 기인하는 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 보다 우수한 내식성이 얻어진다. 지르코늄 부착량은 350㎎/㎡ 이하인 것이 더 바람직하다.The zirconium content of the coating 3 is preferably 4 to 400 mg/m 2 in terms of metal. When the zirconium adhesion amount is 4 mg/m 2 or more, the effect of improving the adhesion due to bonding of the surface of the zirconium and the plating layer 2 and the effect of improving the barrier property due to the crosslinked structure of zirconium and the acrylic resin are further improved. As a result, even more excellent corrosion resistance is obtained. It is more preferable that the zirconium adhesion amount is 50 mg/m 2 or more. When the zirconium adhesion amount is 400 mg/m 2 or less, it is possible to prevent the occurrence of cracks due to containing zirconium in the film 3, and more excellent corrosion resistance can be obtained. It is more preferable that the zirconium adhesion amount is 350 mg/m 2 or less.

피막(3) 중의 바나듐은, 부식 환경하에서 도금층(2)에 우선적으로 용출되어, 도금층(2)의 용해에 의한 pH 상승을 억제하여, 표면 처리 강판(10)의 내식성을 향상시킨다.Vanadium in the film 3 is preferentially eluted to the plating layer 2 in a corrosive environment, suppresses an increase in pH due to dissolution of the plating layer 2, and improves the corrosion resistance of the surface-treated steel sheet 10.

피막(3) 중의 인은, 도금층(2)의 표면에, 인산 아연 등의 난용성의 금속염으로 이루어지는 부동태화 피막을 형성하여, 표면 처리 강판(10)의 내식성을 향상시킨다. 난용성의 금속염은, 도금층(2)의 일부가 용해되어 생성된 금속 이온과, 인의 반응에 의해 생성된다. 난용성의 금속염은, 피막(3)의 형성에 사용되는 인을 포함하는 수계 처리 약제를 도금층(2)에 도포한 것, 및/또는 피막(3)의 형성 후에 도금층(2)이 부식 환경하로 된 것에 의해, 도금층(2)의 일부가 용해되어 형성된다.Phosphorus in the film 3 forms a passivation film made of a poorly soluble metal salt such as zinc phosphate on the surface of the plating layer 2 to improve the corrosion resistance of the surface-treated steel sheet 10. The poorly soluble metal salt is generated by a reaction of phosphorus and metal ions generated by dissolving a part of the plating layer 2. The poorly soluble metal salt is obtained by applying a water-based treatment agent containing phosphorus used for formation of the film 3 to the plating layer 2, and/or the plating layer 2 under a corrosive environment after the formation of the film 3 As a result, a part of the plating layer 2 is dissolved and formed.

피막(3) 중의 코발트는, 표면 처리 강판(10)의 내 흑변성 및 내식성을 향상시킨다.The cobalt in the film 3 improves the blackening resistance and corrosion resistance of the surface-treated steel sheet 10.

본 실시 형태에 있어서, 도금층(2)이, 아연-알루미늄-마그네슘 합금으로 이루어지는 것인 경우, 도금층(2) 중의 알루미늄 및 마그네슘이 부식 환경하에서 희생 방식 효과를 발현한다. 이 때문에, 도금층(2) 중의 아연이, 산소 결핍 상태에서 산화되는 흑변 현상이 발생하는 경우가 있다. 흑변 현상은, 도금층(2)이 용해되기 쉬운 부분에서 일어나기 쉽다. 피막(3) 중의 코발트는, 도금층(2) 중의 아연의 산화(부식) 속도를 감소시켜, 흑변 현상을 방지한다고 추정된다.In this embodiment, when the plating layer 2 is made of a zinc-aluminum-magnesium alloy, aluminum and magnesium in the plating layer 2 exhibit a sacrificial anticorrosive effect in a corrosive environment. For this reason, a blackening phenomenon in which zinc in the plating layer 2 is oxidized in an oxygen deficient state may occur. The blackening phenomenon is likely to occur in a portion where the plating layer 2 is easily dissolved. It is estimated that cobalt in the film 3 reduces the oxidation (corrosion) rate of zinc in the plating layer 2 and prevents blackening.

피막(3)은, 바나듐의 질량과, 지르코늄의 질량의 질량비(V/Zr)가 0.07 내지 0.69인 것이 바람직하다. 상기한 질량비(V/Zr)가 0.07 이상이면, 바나듐에 의한 내식성 향상 효과가 충분히 얻어져, 한층 더 우수한 내식성이 얻어진다. 또한, 상기한 질량비(V/Zr)가 0.69 이하이면, 지르코늄 함유량을 확보할 수 있기 때문에, 바람직하다. 상기한 질량비(V/Zr)는 0.14 내지 0.56인 것이, 더 바람직하다.The film 3 preferably has a mass ratio (V/Zr) of the mass of vanadium and the mass of zirconium of 0.07 to 0.69. When the above-described mass ratio (V/Zr) is 0.07 or more, an effect of improving corrosion resistance by vanadium is sufficiently obtained, and further excellent corrosion resistance is obtained. Further, if the above-described mass ratio (V/Zr) is 0.69 or less, since zirconium content can be secured, it is preferable. The mass ratio (V/Zr) is more preferably 0.14 to 0.56.

피막(3)은, 인의 질량과, 지르코늄의 질량의 질량비(P/Zr)가 0.04 내지 0.58인 것이 바람직하다. (P/Zr)이 0.04 이상이면, 인에 의한 내식성 향상 효과가 충분히 얻어져, 한층 더 우수한 내식성이 얻어진다. 상기한 질량비(P/Zr)가 0.58 이하이면, 지르코늄 함유량을 확보할 수 있기 때문에, 바람직하다. 상기한 질량비(P/Zr)는 0.07 내지 0.29인 것이, 더 바람직하다.It is preferable that the mass ratio (P/Zr) of the mass of phosphorus to the mass of zirconium of the film 3 is 0.04 to 0.58. When (P/Zr) is 0.04 or more, an effect of improving corrosion resistance due to phosphorus is sufficiently obtained, and further excellent corrosion resistance is obtained. When the above-described mass ratio (P/Zr) is 0.58 or less, since the zirconium content can be ensured, it is preferable. The mass ratio (P/Zr) is more preferably 0.07 to 0.29.

피막(3)은, 코발트의 질량과, 지르코늄의 질량의 질량비(Co/Zr)가 0.005 내지 0.08인 것이 바람직하다. 상기한 질량비(Co/Zr)가 0.005 이상이면, 코발트에 의한 내 흑변성 및 내식성 향상 효과가 충분히 얻어져, 한층 더 우수한 내식성이 얻어짐과 함께, 흑변 현상을 억제할 수 있다. 상기한 질량비(Co/Zr)가 0.08 이하이면, 지르코늄 함유량을 확보할 수 있기 때문에, 바람직하다. 상기한 질량비(Co/Zr)는, 0.009 내지 0.03인 것이 더 바람직하다.It is preferable that the mass ratio (Co/Zr) of the mass of cobalt and the mass of zirconium of the film 3 is 0.005 to 0.08. When the above-described mass ratio (Co/Zr) is 0.005 or more, the effect of improving blackening resistance and corrosion resistance by cobalt is sufficiently obtained, further excellent corrosion resistance can be obtained, and blackening can be suppressed. If the above-described mass ratio (Co/Zr) is 0.08 or less, since zirconium content can be ensured, it is preferable. The mass ratio (Co/Zr) is more preferably 0.009 to 0.03.

피막(3) 중의 V, P, Co, Zr의 함유량은, 피막(3)을 형광 X선 분석하고, 피막 중의 V, P, Co, Zr이 산화물로서 존재한다고 간주하여 산출할 수 있다. 본 발명자가 검토한 결과, 상기한 방법에 의해 산출한 피막 중의 V, P(인산 환산), Co, Zr의 각 성분은, 수계 표면 처리 약제의 전체 고형분에 대한 질량비(V, 인산, Co, Zr)와 대응하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 피막 중의 V, P(인산 환산), Co, Zr의 함유량(질량%)은, 수계 표면 처리 약제의 전체 고형분에 대한 질량비를 백분율로 나타낸 것이라고 간주할 수 있다.The content of V, P, Co, and Zr in the film 3 can be calculated by subjecting the film 3 to fluorescence X-ray analysis and considering that V, P, Co, and Zr in the film exist as oxides. As a result of investigation by the present inventors, each component of V, P (in terms of phosphoric acid), Co, and Zr in the film calculated by the above method is the mass ratio (V, phosphoric acid, Co, Zr) to the total solid content of the aqueous surface treatment agent. ) And the correspondence. Therefore, the content (mass%) of V, P (in terms of phosphoric acid), Co, and Zr in the film can be regarded as representing the mass ratio with respect to the total solid content of the aqueous surface treatment agent as a percentage.

피막(3)은, 5질량% 이하의 불화물 이온을 함유하고 있어도 된다. 피막(3) 중의 불화물 이온은, 피막(3)을 형성할 때에 사용하는 수계 표면 처리 약제 중에, 필요에 따라서 함유되는 불화물 이온을 포함하는 성분에서 유래된다. 불화물 이온을 포함하는 성분은, 피막(3)의 밀착성 및 접착성을 향상시키기 위해 사용된다. 피막(3) 중의 불화물 이온의 함유량이 5질량% 이하이면, 불화물 이온을 포함하는 것에 기인하는 결로 백화의 발생을 방지할 수 있다. 보다 상세하게는, 불화물 이온의 함유량이 5질량% 이하이면, 결로수 중에 용출되는 불화물 이온량이 매우 적어진다. 이 때문에, 결로수의 건조 과정에서 피막(3) 상에 불화물 이온이 농축·석출되어도, 결로 백화로서 나타나지 않는 미량에 그친다. 따라서, 결로 백화에 의한 외관의 악화(백청 발생)를 방지할 수 있다. 피막(3) 중의 불화물 이온의 함유량은 3질량% 이하인 것이 바람직하다.The film 3 may contain 5% by mass or less of fluoride ions. The fluoride ions in the film 3 are derived from a component containing fluoride ions contained as necessary in the aqueous surface treatment agent used when forming the film 3. The component containing fluoride ions is used to improve the adhesion and adhesion of the film 3. When the content of fluoride ions in the film 3 is 5% by mass or less, occurrence of condensation whitening due to containing fluoride ions can be prevented. More specifically, when the content of fluoride ions is 5% by mass or less, the amount of fluoride ions eluted in the condensation water is very small. For this reason, even if fluoride ions are concentrated and precipitated on the film 3 during the drying process of the condensed water, they are limited to trace amounts that do not appear as condensation whitening. Therefore, deterioration of the appearance (white rust generation) due to condensation whitening can be prevented. It is preferable that the content of fluoride ions in the film 3 is 3% by mass or less.

도 1에 도시한 피막(3)에서는, 피막(3)의 단면에 있어서의 표면(33)으로부터 막 두께 1/5의 두께까지의 영역 A(이하, 「상부 영역」이라고 하는 경우가 있음) 및 도금층(2)과의 계면(34)으로부터 막 두께 1/5의 두께까지의 영역 B(이하, 「하부 영역」이라고 하는 경우가 있음)에서, 아크릴 수지의 면적률은, 80 내지 100면적%이다. 또한, 피막(3)의 단면에 있어서의 피막(3)의 막 두께 중심으로부터 표면(33)측으로 막 두께 1/10의 두께까지의 영역 C1(이하, 「상측 중앙 영역」이라고 하는 경우가 있음)과, 막 두께 중심으로부터 도금층(2)측으로 막 두께 1/10의 두께까지의 영역 C2(이하, 「하측 중앙 영역」이라고 하는 경우가 있음)로 이루어지는 영역(이하, 영역 C1과 영역 C2로 이루어지는 영역 C를 「중심 영역」이라고 하는 경우가 있음)에서, 아크릴 수지의 면적률은, 5 내지 50면적%이다.In the film 3 shown in Fig. 1, a region A from the surface 33 in the cross section of the film 3 to a thickness of 1/5 of the film thickness (hereinafter sometimes referred to as "upper region") and In the region B from the interface 34 with the plating layer 2 to a thickness of 1/5 of the film thickness (hereinafter, sometimes referred to as “lower region”), the area ratio of the acrylic resin is 80 to 100 area%. . In addition, the region C1 from the center of the film thickness of the film 3 in the cross-section of the film 3 to the thickness of 1/10 of the film thickness toward the surface 33 side (hereinafter, referred to as “upper center region”) And, a region consisting of a region C2 (hereinafter, referred to as a ``lower center region'' in some cases) from the center of the film thickness to the plating layer 2 side with a thickness of 1/10 (hereinafter, a region consisting of the region C1 and the region C2) C is sometimes referred to as a "center region"), the area ratio of the acrylic resin is 5 to 50 area%.

따라서, 도 1에 도시한 피막(3)에서는, 상부 영역 A 및 하부 영역 B의 아크릴 수지(31)의 농도가, 중심 영역 C의 아크릴 수지(31)의 농도보다 높게 되어 있다.Therefore, in the film 3 shown in FIG. 1, the concentration of the acrylic resin 31 in the upper region A and the lower region B is higher than the concentration of the acrylic resin 31 in the center region C.

도 1에 도시한 피막(3)에서는, 피막(3)의 단면에 있어서의 상부 영역 A의 아크릴 수지(31)의 면적률이 80면적% 이상이므로, 표면(33)에 존재하는 고농도의 아크릴 수지(31)에 의해, 습윤 환경하에서의 피막(3) 중으로부터의 부식 억제제(지르코늄, 바나듐, 인, 코발트)의 용출이 억제된다. 이 때문에, 피막(3)에 의한 배리어성이 장기간에 걸쳐 발휘되어, 우수한 내식성이 얻어진다. 또한, 상부 영역 A의 아크릴 수지(31)의 면적률이 80면적% 이상이므로, 표면(33)에 존재하는 고농도의 아크릴 수지(31)에 의해, 피막(3)과 접착제의 양호한 접착성이 얻어진다. 피막(3)의 단면에 있어서의 상부 영역 A의 아크릴 수지(31)의 면적률은, 90면적% 이상인 것이 바람직하고, 100면적%여도 된다. 또한, 피막(3)의 단면에 있어서의 상부 영역 A의 아크릴 수지(31)의 면적률은, 막 두께 중심으로부터 표면(33)을 향해 높게 되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 상부 영역 A에 아크릴 수지(31)가 존재하는 것에 의한 효과가 한층 더 현저해진다.In the film 3 shown in Fig. 1, since the area ratio of the acrylic resin 31 in the upper region A in the cross section of the film 3 is 80 area% or more, a high concentration acrylic resin present on the surface 33 By (31), elution of corrosion inhibitors (zirconium, vanadium, phosphorus, cobalt) from the film 3 in a humid environment is suppressed. For this reason, the barrier property by the film 3 is exhibited over a long period of time, and excellent corrosion resistance is obtained. In addition, since the area ratio of the acrylic resin 31 in the upper region A is 80 area% or more, good adhesion between the film 3 and the adhesive is obtained by the acrylic resin 31 having a high concentration present on the surface 33. Lose. The area ratio of the acrylic resin 31 in the upper region A in the cross section of the film 3 is preferably 90 area% or more, and may be 100 area%. In addition, it is preferable that the area ratio of the acrylic resin 31 in the upper region A in the cross section of the film 3 is high toward the surface 33 from the center of the film thickness. In this case, the effect of the presence of the acrylic resin 31 in the upper region A becomes even more remarkable.

또한, 본 실시 형태에서는, 피막(3)의 단면에 있어서의 하부 영역 B의 아크릴 수지(31)의 면적률이 80면적% 이상이므로, 피막(3)의 도금층(2)과의 계면(34)에, 아크릴 수지(31)가 고농도로 존재한다. 이 때문에, 피막(3)과 도금층(2)의 계면(34)에 있어서, 양호한 밀착성이 얻어진다. 그 결과, 본 실시 형태의 표면 처리 강판(10)에서는, 피막(3) 대신에, 예를 들어 피막 중의 아크릴 수지량이 동일하고 피막 전체의 아크릴 수지 농도가 균일한 피막이 형성되어 있는 경우와 비교하여, 우수한 내식성이 얻어진다. 계면(34)에 있어서의 밀착성을 향상시키기 위해, 피막(3)의 단면에 있어서의 하부 영역 B의 아크릴 수지(31)의 면적률은, 90면적% 이상인 것이 바람직하고, 100면적%여도 된다.In addition, in this embodiment, since the area ratio of the acrylic resin 31 in the lower region B in the cross section of the film 3 is 80 area% or more, the interface 34 with the plating layer 2 of the film 3 Eh, the acrylic resin 31 is present in a high concentration. For this reason, in the interface 34 between the film 3 and the plating layer 2, good adhesion is obtained. As a result, in the surface-treated steel sheet 10 of the present embodiment, instead of the film 3, compared to the case where, for example, a film having the same amount of acrylic resin in the film and a uniform acrylic resin concentration throughout the film is formed, Excellent corrosion resistance is obtained. In order to improve the adhesion at the interface 34, the area ratio of the acrylic resin 31 in the lower region B in the cross section of the film 3 is preferably 90 area% or more, and may be 100 area%.

피막(3)의 단면에 있어서의 중심 영역 C의 아크릴 수지(31)의 면적률이 5면적% 이상이므로, 지르코늄과 아크릴 수지의 가교 구조에 의한 배리어성 향상 효과가 얻어진다. 중심 영역 C의 아크릴 수지(31)의 면적률은, 10면적% 이상인 것이 바람직하다.Since the area ratio of the acrylic resin 31 in the central region C in the cross section of the film 3 is 5 area% or more, the effect of improving the barrier property by the crosslinked structure of zirconium and the acrylic resin is obtained. It is preferable that the area ratio of the acrylic resin 31 in the center region C is 10 area% or more.

피막(3)의 단면에 있어서의 중심 영역 C의 아크릴 수지(31)의 면적률이 50면적% 이하이므로, 피막(3) 중에 인히비터 상(32)(지르코늄, 바나듐, 인, 코발트)을 충분히 함유하고 있는 것으로 되어, 우수한 내식성, 내 흑변성이 얻어진다. 중심 영역 C의 아크릴 수지(31)의 면적률은, 40면적% 이하인 것이 바람직하다.Since the area ratio of the acrylic resin 31 in the central region C in the cross section of the film 3 is 50 area% or less, the inhibitor phase 32 (zirconium, vanadium, phosphorus, cobalt) is sufficiently contained in the film 3 It contains, and excellent corrosion resistance and blackening resistance are obtained. It is preferable that the area ratio of the acrylic resin 31 in the center region C is 40 area% or less.

피막(3)의 단면 전체에 있어서의 아크릴 수지(31)의 면적률은, 20 내지 60면적%인 것이 바람직하다. 피막(3)의 단면에 있어서의 아크릴 수지(31)의 면적률이 20면적% 이상이면, 아크릴 수지(31)를 포함하는 것에 의한 효과가 충분히 얻어진다. 아크릴 수지(31)의 면적률은 30면적% 이상인 것이 더 바람직하다. 피막(3)의 전체 단면에 있어서의 아크릴 수지(31)의 면적률이 60면적% 이하이면, 인히비터 상(32)(지르코늄, 바나듐, 인, 코발트)의 면적률을 충분히 확보할 수 있고, 인히비터 상(32)과 아크릴 수지(31)를 포함하는 것에 의한 상승 효과에 의해, 한층 더 우수한 내식성이 얻어진다. 아크릴 수지(31)의 면적률은 50면적% 이하인 것이 더 바람직하다.It is preferable that the area ratio of the acrylic resin 31 in the entire cross section of the film 3 is 20 to 60 area%. When the area ratio of the acrylic resin 31 in the cross section of the film 3 is 20 area% or more, the effect of including the acrylic resin 31 is sufficiently obtained. It is more preferable that the area ratio of the acrylic resin 31 is 30 area% or more. If the area ratio of the acrylic resin 31 in the entire cross section of the film 3 is 60 area% or less, the area ratio of the inhibitor phase 32 (zirconium, vanadium, phosphorus, cobalt) can be sufficiently secured, Further excellent corrosion resistance is obtained by synergistic effect by including the inhibitor phase 32 and the acrylic resin 31. It is more preferable that the area ratio of the acrylic resin 31 is 50 area% or less.

또한, 본 실시 형태에 관한 표면 처리 강판(10)의 피막(3)은, 도 2에 도시한 바와 같은 표면 구조를 갖고 있다. 도 2는, 본 실시 형태에 관한 표면 처리 강판이 갖는 피막의 표면을 도시한 모식도이다. 도 2에 도시한 피막(3)의 표면에는, 돌기(35)가 복수 밀집되어 존재하고 있다. 돌기(35)는, 표면 처리 강판의 표면을, 원자간력 현미경(AFM)을 사용하여 관찰함으로써 확인되는 돌기 형상의 부분(섬부)이다. 각 돌기(35)는, 평면으로 보아 부정형이며 고르지 않은 섬 형상의 형상을 갖는다. 돌기(35)의 길이는, 0.1 내지 5.0㎛인 것이 바람직하다. 또한, 인접하는 돌기(35, 35)끼리의 사이의 영역은, 함몰된 골부로 되어 있고, 각 돌기(35)의 전체 주위는 당해 골부에 의해 둘러싸여 있다. 또한, 각 돌기(35)의 형상은, 도시한 태양에 한정되지 않고, 대략 동일해도 되고, 예를 들어 사각형, 육각형, 대략 원형, 대략 타원형 등의 일정한 형상을 갖고 있어도 된다.In addition, the film 3 of the surface-treated steel sheet 10 according to the present embodiment has a surface structure as shown in FIG. 2. Fig. 2 is a schematic diagram showing the surface of a film of the surface-treated steel sheet according to the present embodiment. On the surface of the film 3 shown in FIG. 2, a plurality of protrusions 35 are densely present. The protrusion 35 is a protrusion-shaped part (island part) confirmed by observing the surface of the surface-treated steel sheet using an atomic force microscope (AFM). Each protrusion 35 has an irregular, uneven island shape in plan view. It is preferable that the length of the protrusion 35 is 0.1 to 5.0 μm. In addition, a region between the adjacent projections 35 and 35 is a recessed valley, and the entire periphery of each projection 35 is surrounded by the valley. In addition, the shape of each protrusion 35 is not limited to the illustrated embodiment, and may be substantially the same, and may have a certain shape, such as a square, a hexagon, a substantially circular, and an approximately ellipse.

본 실시 형태에 있어서의 돌기(35)의 길이라 함은, 이하에 나타내는 방법에 의해 산출한 수치이다. 먼저, 도 2에 도시한 바와 같이, 피막(3)의 표면 상에 있어서의 임의의 위치에, 길이 10㎛ 이상이고 임의의 방향으로 연장되는 3개 이상의 가상 직선 L(도 2에는 1개의 가상 직선만을 기재하지만, 다른 가상 직선도 마찬가지임)을 긋는다. 다음으로, 3개 이상의 가상 직선 L이 가로지른 모든 돌기(35, 35)에 관하여, 3개 이상의 가상 직선 L이 복수의 돌기(35, 35)를 가로지른 부분의 복수 선분의 길이(예를 들어, 도 2에 있어서의 부호 a, b, c, d)를 측정한다. 그리고 가상 직선 L이 돌기(35, 35) 상을 가로지른 부분의 복수 선분의 길이의 평균값(예를 들어, a, b, c, d, ···의 평균값)을 산출하고, 그 평균값을 돌기(35)의 길이로 한다.The length of the protrusion 35 in this embodiment is a value calculated by the method shown below. First, as shown in Fig. 2, at an arbitrary position on the surface of the film 3, three or more imaginary straight lines L having a length of 10 μm or more and extending in an arbitrary direction (in Fig. 2, one imaginary straight line Only, but the same applies to other virtual straight lines). Next, with respect to all the protrusions 35 and 35 crossed by three or more imaginary straight lines L, the length of a plurality of line segments of the portion in which three or more imaginary straight lines L cross the plurality of protrusions 35 and 35 (for example, , Symbols a, b, c, d) in FIG. 2 are measured. Then, the average value (for example, the average value of a, b, c, d, ...) of the lengths of the plurality of line segments of the portion where the virtual straight line L crosses the projections 35, 35 is calculated, and the average value is calculated. It should be the length of (35).

또한, 돌기(35)의 길이를 측정할 때에는, 피막(3)의 표면을 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰하여 얻은 화상을 사용할 수 있다. SEM의 화상을 사용하여 돌기(35)의 길이를 측정하는 경우, 각 돌기(35)의 윤곽은, 콘트라스트(명암차)의 강도에 의해 식별할 수 있다.In addition, when measuring the length of the protrusion 35, an image obtained by observing the surface of the film 3 with a scanning electron microscope (SEM) can be used. When the length of the projections 35 is measured using the SEM image, the outline of each projection 35 can be identified by the intensity of the contrast (contrast difference).

특히 돌기(35)의 길이가 5.0㎛ 이하이면, 피막(3)이 지르코늄을 함유하는 것에 기인하는 크랙이, 피막(3)에 발생하는 것을 방지할 수 있어, 한층 더 우수한 내식성이 얻어진다. 돌기(35)의 길이는, 보다 효과적으로 피막(3)의 크랙을 방지하기 위해, 2.0㎛ 이하인 것이 더 바람직하다. 한편, 돌기(35)의 길이가 과도하게 짧으면, 피막(3) 상에 상도층을 형성하기 위해 사용하는 도료의 습윤성이 저하되어, 상도층에 대한 돌기(35)의 앵커 효과가 저하되는 경우가 있다. 특히 돌기(35)의 길이가 0.1㎛ 이상이면, 피막(3) 상에 형성되는 상도층이나 접착제에 대한 돌기(35)의 앵커 효과가 충분히 얻어진다. 그 결과, 피막(3)과, 접착제의 접착성이 한층 더 향상되어, 상도층과의 밀착성이 양호해져, 우수한 내식성을 갖는 표면 처리 강판이 된다. 돌기(35)의 길이는, 돌기(35)에 의한 앵커 효과를 높이기 위해, 0.2㎛ 이상인 것이 더 바람직하다.In particular, when the length of the protrusion 35 is 5.0 µm or less, cracks caused by the coating 3 containing zirconium can be prevented from occurring in the coating 3, and further excellent corrosion resistance can be obtained. The length of the protrusion 35 is more preferably 2.0 μm or less in order to more effectively prevent cracking of the film 3. On the other hand, if the length of the protrusion 35 is excessively short, the wettability of the paint used to form the top coat layer on the film 3 decreases, and the anchoring effect of the protrusion 35 with respect to the top coat layer may decrease. have. In particular, when the length of the protrusion 35 is 0.1 μm or more, the anchoring effect of the protrusion 35 to the top coat layer or adhesive formed on the film 3 is sufficiently obtained. As a result, the adhesion between the film 3 and the adhesive is further improved, the adhesion to the top coat layer is improved, and a surface-treated steel sheet having excellent corrosion resistance is obtained. The length of the protrusion 35 is more preferably 0.2 µm or more in order to increase the anchoring effect of the protrusion 35.

돌기(35)의 길이를 산출하기 위해 측정한 모든 돌기(35)의 길이 중 최솟값(상기한 3개 이상의 가상 직선이 가로지른 모든 돌기에 있어서의 상기 돌기 상을 가로지른 가상 직선의 길이 중 최솟값)은, 0.1㎛ 이상인 것이 바람직하고, 0.2㎛ 이상인 것이 더 바람직하다. 돌기(35)의 길이의 최솟값이 0.1㎛ 이상이면, 피막(3) 상에 형성하는 상도층이나 접착제에 대한 돌기(35)의 앵커 효과가 현저해진다.The minimum value among the lengths of all the projections 35 measured to calculate the length of the projections 35 (minimum value of the lengths of the virtual straight line crossing the projection image in all projections crossed by the above three or more virtual straight lines) Silver is preferably 0.1 µm or more, and more preferably 0.2 µm or more. When the minimum value of the length of the protrusion 35 is 0.1 µm or more, the anchoring effect of the protrusion 35 to the top coat layer or adhesive formed on the film 3 becomes remarkable.

또한, 돌기(35)의 길이를 산출하기 위해 측정한 돌기(35)의 길이 중 최댓값(상기한 3개 이상의 가상 직선이 가로지른 모든 돌기에 있어서의 상기 돌기 상을 가로지른 가상 직선의 길이 중 최댓값)은, 5.0㎛ 이하인 것이 바람직하고, 2.0㎛ 이하인 것이 더 바람직하다. 돌기(35)의 길이의 최댓값이 5.0㎛ 이하이면, 더 효과적으로 피막(3)의 크랙을 방지할 수 있다.In addition, the maximum value among the lengths of the protrusions 35 measured to calculate the length of the protrusions 35 (the maximum value among the lengths of the virtual straight lines crossing the protrusions in all protrusions crossed by the three or more virtual straight lines described above ) Is preferably 5.0 µm or less, and more preferably 2.0 µm or less. When the maximum value of the length of the protrusion 35 is 5.0 µm or less, the crack of the film 3 can be more effectively prevented.

한 변이 1㎛인 직사각형 영역에서의 피막(3)의 표면의 산술 평균 조도(Ra)가 5 내지 50㎚, 조도 곡선의 최대 단면 높이(Rt)가 50 내지 500㎚, 제곱 평균 평방근 조도(Rq)가 10 내지 100㎚인 것이 바람직하다. 피막(3)의 표면에 있어서의 Ra, Rt, Rq가 상기 범위 내이면, Ra, Rt, Rq가 충분히 크기 때문에, 피막(3)의 표면(돌기(35)의 표면)이 적절하게 거친 것에 의한 앵커 효과에 의해, 피막(3)과 상도층의 밀착성 및 접착제와의 접착성이 한층 더 양호해진다. 상기한 앵커 효과를 한층 더 향상시키기 위해, 산술 평균 조도(Ra)는 10㎚ 이상, 조도 곡선의 최대 단면 높이(Rt)는 100㎚ 이상, 제곱 평균 평방근 조도(Rq)는 20㎚ 이상인 것이 더 바람직하다.The arithmetic mean roughness (Ra) of the surface of the film 3 in a rectangular area of 1 μm on one side is 5 to 50 nm, the maximum cross-sectional height (Rt) of the roughness curve is 50 to 500 nm, and the root mean square roughness (Rq) Is preferably 10 to 100 nm. When Ra, Rt, and Rq on the surface of the film 3 are within the above range, since Ra, Rt, and Rq are sufficiently large, the surface of the film 3 (the surface of the projection 35) is appropriately rough. Due to the anchor effect, the adhesion between the film 3 and the top coat layer and the adhesion to the adhesive are further improved. In order to further improve the above anchor effect, it is more preferable that the arithmetic mean roughness (Ra) is 10 nm or more, the maximum cross-sectional height (Rt) of the roughness curve is 100 nm or more, and the root mean square roughness (Rq) is 20 nm or more. Do.

피막(3)의 표면에 있어서의 Ra, Rt, Rq가 상기 범위 내이면, Ra, Rt, Rq가 충분히 작기 때문에, 피막(3)이 지르코늄을 함유하는 것에 기인하는 크랙을, 더 효과적으로 방지할 수 있어, 보다 우수한 내식성이 얻어진다. 상기한 크랙 방지 효과를 한층 향상시키기 위해, 산술 평균 조도(Ra)는 40㎚ 이하, 조도 곡선의 최대 단면 높이(Rt)는 400㎚ 이하, 제곱 평균 평방근 조도(Rq)는 80㎚ 이하인 것이 더 바람직하다.When Ra, Rt, and Rq on the surface of the film 3 are within the above range, since Ra, Rt, and Rq are sufficiently small, cracks caused by the film 3 containing zirconium can be more effectively prevented. There is, and more excellent corrosion resistance is obtained. In order to further improve the above-described crack prevention effect, it is more preferable that the arithmetic mean roughness (Ra) is 40 nm or less, the maximum cross-sectional height (Rt) of the roughness curve is 400 nm or less, and the root mean square roughness (Rq) is 80 nm or less. Do.

피막(3) 중의 인접하는 돌기(35, 35)끼리의 사이의 영역(골부)에 있어서의 지르코늄의 농도는, 돌기(35)가 형성되어 있는 영역(섬부)에 있어서의 지르코늄의 농도보다 낮은 것이 바람직하다. 이 경우, 피막(3)이 지르코늄을 포함하는 것에 의한 배리어성에 의해, 한층 더 우수한 내식성이 얻어진다.The concentration of zirconium in the region (valley) between the adjacent projections 35 and 35 in the coating 3 is lower than the concentration of zirconium in the region (island region) where the projections 35 are formed. desirable. In this case, further excellent corrosion resistance is obtained by the barrier property of the coating 3 containing zirconium.

피막(3) 중의 「인접하는 돌기(35)끼리의 사이의 영역」 및 「돌기(35)가 형성되어 있는 영역」에 있어서의 지르코늄의 농도는, EPMA(전자선 마이크로 애널라이저)나 SEM/EDX(주사형 전자 현미경/에너지 분산형 X선 분광법)를 사용하여, 피막(3)을 표면으로부터 분석하는 방법에 의해 확인할 수 있다.The concentration of zirconium in the "area between adjacent projections 35" and "area in which the projections 35 are formed" in the film 3 is EPMA (electron beam microanalyzer) or SEM/EDX (Note It can be confirmed by a method of analyzing the coating film 3 from the surface using a tetragonal electron microscope/energy dispersive X-ray spectroscopy).

또한, 피막(3) 중의 인접하는 돌기(35, 35)끼리의 사이의 영역(골부)에 있어서의 아크릴 수지의 농도는, 돌기(35)가 형성되어 있는 영역(섬부)에 있어서의 아크릴 수지의 농도보다 높은 것이 바람직하다. 이 경우, 인접하는 돌기(35)끼리의 사이에 응집되어 있는 아크릴 수지에 의해, 피막(3)과 상도층의 보다 양호한 밀착성이 얻어짐과 함께, 피막(3)과 접착제의 보다 양호한 접착성이 얻어진다.In addition, the concentration of the acrylic resin in the region (valley) between the adjacent projections 35 and 35 in the coating 3 is the acrylic resin in the region (island region) where the projections 35 are formed. It is preferably higher than the concentration. In this case, with the acrylic resin aggregated between the adjacent projections 35, better adhesion between the film 3 and the top coat layer is obtained, and better adhesion between the film 3 and the adhesive. Is obtained.

인접하는 돌기(35, 35)끼리의 사이에 아크릴 수지가 응집되어 있다는 것은, 이하에 나타내는 방법에 의해 확인할 수 있다. 즉, 피막(3)의 표면을, EPMA(전자선 마이크로 애널라이저)나 SEM/EDX(주사형 전자 현미경/에너지 분산형 X선 분광법)를 사용하여 분석한다.It can be confirmed by the method shown below that the acrylic resin is agglomerated between the adjacent projections 35 and 35. That is, the surface of the film 3 is analyzed using EPMA (electron beam microanalyzer) or SEM/EDX (scanning electron microscope/energy dispersive X-ray spectroscopy).

본 실시 형태의 피막에서는, 상기한 분석 방법에 의해 검출된 탄소 성분은 아크릴 수지에서 유래되므로, 상기한 분석 방법에 의해 검출된 탄소 성분의 분포를 아크릴 수지의 분포라고 간주하여 평가한다.In the film of the present embodiment, since the carbon component detected by the above analysis method is derived from an acrylic resin, the distribution of the carbon component detected by the above analysis method is regarded as the distribution of the acrylic resin and evaluated.

또한, 피막 중의 탄소 성분이 아크릴 수지에서 유래된다는 것은, 이하에 나타내는 방법에 의해 확인할 수 있다. 즉, 표면 처리 강판 상으로부터 산 처리에 의해 박리된 피막에 대해, 적외선 분광 분석과 열분해 GC-MS(가스 크로마토그래프-질량 분석계) 분석을 행한다. 적외선 분광 분석에 의해 얻어진 피막의 적외 흡수 스펙트럼에 있어서의 수지 성분 유래의 관측 흡수의 귀속으로부터 해석한 결과와, 열분해 GC-MS의 분석 결과로부터, 피막 중의 탄소 성분이 아크릴 수지에서 유래된다는 것을 확인할 수 있다.In addition, that the carbon component in the film is derived from an acrylic resin can be confirmed by the method shown below. That is, the film peeled off from the surface-treated steel sheet by acid treatment is subjected to infrared spectroscopy analysis and pyrolysis GC-MS (gas chromatograph-mass spectrometry) analysis. From the result of analysis from the attribution of the observed absorption derived from the resin component in the infrared absorption spectrum of the film obtained by infrared spectral analysis and the analysis result of pyrolysis GC-MS, it can be confirmed that the carbon component in the film is derived from acrylic resin. have.

본 실시 형태에 관한 표면 처리 강판(10)은, 표면에 특정 크기의 평면으로 보아 섬 형상의 돌기(35, 35)가 복수 존재하고 있는 피막(3)을 갖기 때문에, 접착제와의 접착성이 한층 더 양호하고, 또한 상도층과의 밀착성이 양호하다.Since the surface-treated steel sheet 10 according to the present embodiment has a film 3 in which a plurality of island-like projections 35 and 35 are present on the surface in a plan view of a specific size, the adhesion to the adhesive is further improved. It is better and the adhesion with the top coat layer is good.

또한, 본 실시 형태에 관한 표면 처리 강판(10)에서는, 피막(3) 중에 포함되는 지르코늄과 아크릴 수지(31)가 가교 구조를 형성하고 있다. 또한, 피막(3) 중의 지르코늄이, 도금층(2)의 표면과 Zr-O-M 결합(M: 도금층 중의 금속 원소)을 형성하고 있다. 이들의 점에 의해, 표면 처리 강판(10)이 갖는 피막(3)은 도금층(2)과의 우수한 밀착성을 가짐과 함께, 우수한 배리어성을 갖는다. 따라서, 표면 처리 강판(10)은 우수한 내식성을 갖는다.In addition, in the surface-treated steel sheet 10 according to the present embodiment, the zirconium contained in the film 3 and the acrylic resin 31 form a crosslinked structure. Further, zirconium in the film 3 forms a Zr-O-M bond (M: a metal element in the plating layer) with the surface of the plating layer 2. Due to these points, the film 3 of the surface-treated steel sheet 10 has excellent adhesion to the plating layer 2 and has excellent barrier properties. Therefore, the surface-treated steel sheet 10 has excellent corrosion resistance.

다음으로, 도 4, 도 17 및 도 18을 참조하여, 본 실시 형태에 관한 표면 처리 강판(10)의 단면 구조와 표면 구조의 상관에 대해 설명한다. 도 17에, 본 실시 형태에 관한 표면 처리 강판(10)의 구체예(후술하는 실시예 42)로서의 강판의 단면의 TEM 이미지를, 도 18에, 도 17에 관한 표면 처리 강판의 표면의 SEM 이미지를 나타낸다. 도 4 및 도 17에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 표면 처리 강판(10)의 단면에는, 피막(3)의 중심 영역 C를 포함한 상부 영역 A로부터 하부 영역 B의 범위에 있어서, 아크릴 수지가 두께 방향으로 이어져 있는 개소가 관찰된다. 당해 개소는, 도 18에 나타낸 바와 같이, 표면 관찰에 있어서의 인접하는 돌기(35, 35)끼리의 사이에 있어서 아크릴 수지가 응집되어 있는 개소이며, 돌기(35)와 돌기(35) 사이의 골부(도 18 중의 복수의 화살표로 표시되는 개소를 참조)에 대응한다. 즉, 당해 아크릴 수지가 피막(3)의 단면에서 두께 방향으로 기둥 형상으로 이어짐으로써 아크릴 수지의 응집 개소가 형성된다. 피막 중에 인히비터 상(지르코늄, 바나듐, 인, 코발트)만 존재하고 아크릴 수지가 존재하지 않는 경우, 후술하는 도 13(실시예의 비교예 9)과 같이 크랙이 발생하지만, 본 실시 형태에 있어서는 아크릴 수지로 이루어지는 기둥 형상의 브리지 부분이 마이크로미터 오더 간격으로 형성됨으로써 완충재로서 작용하여, 피막(3)의 크랙이 억제된다.Next, with reference to Figs. 4, 17, and 18, the correlation between the cross-sectional structure and the surface structure of the surface-treated steel sheet 10 according to the present embodiment will be described. In FIG. 17, a TEM image of a cross section of a steel sheet as a specific example (Example 42 to be described later) of the surface-treated steel sheet 10 according to the present embodiment is shown in FIG. 18, and in FIG. 18, an SEM image of the surface of the surface-treated steel sheet according to FIG. Represents. As shown in FIGS. 4 and 17, in the cross section of the surface-treated steel sheet 10 according to the present embodiment, in the range of the upper region A including the center region C of the film 3 to the lower region B, the acrylic resin is A point connected in the thickness direction is observed. As shown in FIG. 18, the point is a point where acrylic resin is aggregated between the adjacent projections 35, 35 in surface observation, and the valley portion between the projection 35 and the projection 35 It corresponds to (refer to the points indicated by a plurality of arrows in Fig. 18). That is, when the acrylic resin extends in a column shape in the thickness direction from the cross-section of the film 3, an aggregation point of the acrylic resin is formed. When only the inhibitor phase (zirconium, vanadium, phosphorus, cobalt) is present in the film and no acrylic resin is present, a crack occurs as shown in Fig. 13 (Comparative Example 9 of Example) described later, but in this embodiment, acrylic resin The columnar bridge portions made of are formed at intervals of micrometer order, thereby acting as a buffering material, and cracking of the film 3 is suppressed.

즉, 본 실시 형태에 관한 표면 처리 강판(10)의 피막(3)은, (1) 피막(3)의 표면에 아크릴 수지가 응집되어 부식 억제제의 용출을 방지하는 배리어 효과(장기간의 내식성), (2) 피막(3) 중에 아크릴 수지가 기둥과 같이 응집되어 표면의 돌기(35)와 돌기(35)의 골 사이의 부분을 지지하는 브리지 효과(크랙 발생의 억제, 접착제와의 접착성, 상도층과의 밀착성)를 발휘하는 놀랄만한 구조로 되어 있다.That is, the film 3 of the surface-treated steel sheet 10 according to the present embodiment has a barrier effect (long-term corrosion resistance) of preventing the elution of the corrosion inhibitor by (1) agglomeration of acrylic resin on the surface of the film 3, (2) In the film (3), acrylic resin is agglomerated like a column to support the portion between the protrusions 35 and the valleys of the protrusions 35 on the surface (inhibition of cracking, adhesion with adhesive, top coat) It has a remarkable structure that exhibits adhesion to the layer).

본 실시 형태에 관한 표면 처리 강판(10)의 피막(3)의 단면 및 표면의 구조의 형성 기구는, 아크릴 수지를 포함하는 수계 표면 처리 약제의 도포 공정의 강판 돌입 온도, 도포로부터 건조까지의 시간 등과 관계되어 있다고 추측된다. 그 이유로서, 강판(1)과 아크릴 수지를 포함하는 수계 표면 처리 약제가 접촉할 때에 강판(1)의 표면(1a) 상의 도막 내에서 아크릴 수지와 그 이외의 성분의 표면 자유 에너지 차에 의해 아크릴 수지가 표면 흡착, 계면 흡착함으로써 특수한 구조가 형성된다고 추측되기 때문이다. 그리고 도막 내에서의 아크릴 수지의 이동 속도, 이동시간을 결정하는 중요한 인자로서, 강판 돌입 온도, 도포로부터 건조까지의 시간 등을 들 수 있다.The mechanism for forming the cross-section and the structure of the surface of the film 3 of the surface-treated steel sheet 10 according to the present embodiment is the steel sheet rush temperature in the application step of the water-based surface treatment agent containing acrylic resin, and the time from application to drying. It is presumed to be related to the back. For that reason, when the steel plate 1 and the aqueous surface treatment agent containing acrylic resin come into contact, the surface free energy difference between the acrylic resin and other components in the coating film on the surface 1a of the steel plate 1 causes acrylic This is because it is assumed that a special structure is formed by the surface adsorption and interface adsorption of the resin. In addition, as important factors that determine the moving speed and moving time of the acrylic resin in the coating film, the steel sheet rush temperature, the time from application to drying, and the like can be cited.

1.2 제2 실시 형태1.2 Second embodiment

도 3은, 제2 실시 형태의 표면 처리 강판의 단면 구조를 설명하기 위한 모식도이다.3 is a schematic diagram for explaining a cross-sectional structure of a surface-treated steel sheet according to a second embodiment.

도 3에 도시한 표면 처리 강판(20)은, 도 1에 도시한 표면 처리 강판(10)과 마찬가지로, 강판(1)과, 강판(1)의 표면(1a)(도 3에서는 상면)에 형성된 아연을 포함하는 도금층(2)과, 도금층(2) 상에 형성된 피막(3a)을 갖는다.The surface-treated steel plate 20 shown in FIG. 3 is formed on the steel plate 1 and the surface 1a of the steel plate 1 (the upper surface in FIG. 3), similarly to the surface-treated steel plate 10 shown in FIG. It has a plating layer 2 containing zinc, and a film 3a formed on the plating layer 2.

도 3에 도시한 표면 처리 강판(20)에서는, 도 1에 도시한 표면 처리 강판(10)과 피막 중의 아크릴 수지(31)의 농도 분포가 상이하다. 구체적으로는, 도 3에 도시한 표면 처리 강판(20)에서는, 피막(3a)의 단면에 있어서의 도금층(2)과의 계면(34)으로부터 막 두께 1/5의 두께까지의 영역 B(하부 영역)의 아크릴 수지의 면적률이, 80면적% 미만으로 되어 있다. 따라서, 표면 처리 강판(20)에서는, 영역 B의 인히비터 상(32)(지르코늄, 바나듐, 인, 코발트)의 면적률이 충분히 확보되어 있음으로써, 인히비터 상(32)에 의한 내식성 향상 효과가 효과적으로 얻어진다.In the surface-treated steel sheet 20 shown in FIG. 3, the surface-treated steel sheet 10 shown in FIG. 1 and the concentration distribution of the acrylic resin 31 in the film are different. Specifically, in the surface-treated steel sheet 20 shown in Fig. 3, the region B (the lower part) from the interface 34 with the plating layer 2 in the cross section of the film 3a to a thickness of 1/5 of the film thickness. The area ratio of the acrylic resin in the area) is less than 80 area%. Therefore, in the surface-treated steel sheet 20, since the area ratio of the inhibitor phase 32 (zirconium, vanadium, phosphorus, cobalt) in the region B is sufficiently secured, the effect of improving the corrosion resistance by the inhibitor phase 32 is obtained. It is obtained effectively.

본 실시 형태의 표면 처리 강판(20)은, 도 1에 도시한 표면 처리 강판(10)과 마찬가지로, 피막(3a)의 단면에 있어서의 상부 영역 A의 아크릴 수지(31)의 면적률이 80면적% 이상이므로, 표면(33)에 존재하는 고농도의 아크릴 수지(31)에 의해, 습윤 환경하에서의 피막(3a) 중으로부터의 부식 억제제(지르코늄, 바나듐, 인, 코발트)의 용출이 억제된다. 이 때문에, 피막(3a)에 의한 배리어성이 장기에 걸쳐 발휘되어, 우수한 내식성이 얻어진다. 또한, 상부 영역 A의 아크릴 수지(31)의 면적률이 80면적% 이상이므로, 표면(33)에 존재하는 고농도의 아크릴 수지(31)에 의해, 피막(3a)과 접착제의 양호한 접착성이 얻어진다.The surface-treated steel sheet 20 of the present embodiment has an area ratio of the acrylic resin 31 in the upper region A in the cross section of the film 3a, similar to the surface-treated steel sheet 10 shown in FIG. Since it is not less than %, elution of corrosion inhibitors (zirconium, vanadium, phosphorus, cobalt) from the film 3a in a wet environment is suppressed by the acrylic resin 31 having a high concentration present on the surface 33. For this reason, the barrier property by the film 3a is exhibited over a long period of time, and excellent corrosion resistance is obtained. In addition, since the area ratio of the acrylic resin 31 in the upper region A is 80 area% or more, good adhesion between the film 3a and the adhesive is obtained by the acrylic resin 31 having a high concentration present on the surface 33. Lose.

또한, 본 실시 형태에 관한 표면 처리 강판(20)은, 피막(3a)의 단면에 있어서의 중심 영역 C의 아크릴 수지(31)의 면적률이 5면적% 이상이므로, 지르코늄과 아크릴 수지의 가교 구조에 의한 배리어성 향상 효과가 얻어진다. 게다가, 피막(3a)의 단면에 있어서의 중심 영역 C의 아크릴 수지(31)의 면적률이 50면적% 이하이므로, 피막(3a) 중에 인히비터 상(32)(지르코늄, 바나듐, 인, 코발트)을 충분히 함유하고 있는 것으로 되어, 우수한 내식성, 내 흑변성이 얻어진다.In addition, in the surface-treated steel sheet 20 according to the present embodiment, since the area ratio of the acrylic resin 31 in the central region C in the cross section of the film 3a is 5 area% or more, the crosslinked structure of zirconium and acrylic resin The barrier property improvement effect is obtained. In addition, since the area ratio of the acrylic resin 31 in the central region C in the cross section of the film 3a is 50 area% or less, the inhibitor phase 32 (zirconium, vanadium, phosphorus, cobalt) in the film 3a It sufficiently contains, and excellent corrosion resistance and blackening resistance are obtained.

또한, 표면 처리 강판(20)도, 표면 처리 강판(10)과 마찬가지로, 도 2에 도시한 바와 같은 표면 구조를 갖고 있다. 따라서, 표면 처리 강판(20)은, 접착제와의 접착성이 양호하고, 또한 상도층과의 밀착성이 양호하다.In addition, the surface-treated steel sheet 20 also has a surface structure as shown in FIG. 2 similarly to the surface-treated steel sheet 10. Therefore, the surface-treated steel sheet 20 has good adhesiveness with an adhesive and good adhesiveness with a top coat layer.

또한, 표면 처리 강판(20)에 있어서도, 도 1에 도시한 표면 처리 강판(10)과 마찬가지로, 피막(3a) 중에 포함되는 지르코늄과 아크릴 수지(31)가 가교 구조를 형성하고 있다. 또한, 피막(3a) 중의 지르코늄이, 도금층(2)의 표면과 Zr-O-M 결합(M: 도금층 중의 금속 원소)을 형성하고 있다. 이들의 점에 의해, 표면 처리 강판(20)이 갖는 피막(3a)은, 도금층(2)과의 우수한 밀착성을 가짐과 함께, 우수한 배리어성을 갖는다. 따라서, 표면 처리 강판(20)은, 보다 우수한 내식성을 갖는다.In addition, in the surface-treated steel sheet 20, similarly to the surface-treated steel sheet 10 shown in FIG. 1, the zirconium and acrylic resin 31 contained in the film 3a form a crosslinked structure. Further, zirconium in the film 3a forms a Zr-O-M bond (M: a metal element in the plating layer) with the surface of the plating layer 2. Due to these points, the film 3a of the surface-treated steel sheet 20 has excellent adhesion to the plating layer 2 and has excellent barrier properties. Therefore, the surface-treated steel sheet 20 has more excellent corrosion resistance.

다음으로, 도 5를 참조하여, 제2 실시 형태에 관한 표면 처리 강판(20)의 단면 구조와 표면 구조의 상관에 대해 설명한다. 제2 실시 형태에 있어서도 제1 실시 형태와 마찬가지로, 표면 처리 강판(20)의 피막(3a)의 단면에는, 피막(3a) 중심 영역 C를 포함한 상부 영역 A로부터 하부 영역 B의 범위에 있어서, 아크릴 수지가 두께 방향으로 이어지는 개소가 관찰된다. 당해 개소는, 상술한 표면 관찰에 있어서의 인접하는 돌기(35, 35)끼리 사이의 골부에 있어서 아크릴 수지가 응집되어 있는 개소이다. 즉, 당해 아크릴 수지가 피막(3a)의 단면에서 두께 방향으로 이어짐으로써 아크릴 수지의 응집 개소가 형성된다. 그것에 의해, 상술한 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 피막(3a)의 표층의 크랙이 억제되어, 접착제와의 접착성이나, 상도층과의 밀착성이 향상된다(브리지 효과). 제2 실시 형태도 제1 실시 형태와 마찬가지의 구조로 되어 있다.Next, with reference to FIG. 5, the correlation between the cross-sectional structure and the surface structure of the surface-treated steel sheet 20 according to the second embodiment will be described. In the second embodiment as well as in the first embodiment, in the cross section of the film 3a of the surface-treated steel sheet 20, in the range of the upper region A including the center region C of the film 3a to the lower region B, acrylic A point where the resin leads in the thickness direction is observed. The said location is a location where acrylic resin aggregates in the valley part between adjacent projections 35, 35 in the above-mentioned surface observation. That is, when the said acrylic resin extends in the thickness direction from the cross section of the film 3a, the aggregation point of the acrylic resin is formed. Thereby, as described in the above-described first embodiment, cracks in the surface layer of the film 3a are suppressed, and the adhesiveness to the adhesive and the adhesion to the top coat layer are improved (bridge effect). The second embodiment has the same structure as the first embodiment.

2. 표면 처리 강판의 제조 방법2. Manufacturing method of surface-treated steel sheet

다음으로, 상술한 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에 관한 표면 처리 강판(10, 20)을 제조하는 방법에 대해, 예를 들어 설명한다.Next, a method of manufacturing the surface-treated steel sheets 10 and 20 according to the first and second embodiments described above will be described by way of example.

먼저, 강판(1)을 준비하고, 강판(1)의 편면 또는 양면의 표면에 종래 공지의 방법에 의해, 아연을 포함하는 도금층(2)을 형성한다.First, a steel plate 1 is prepared, and a plated layer 2 containing zinc is formed on one or both surfaces of the steel plate 1 by a known method.

다음으로, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태의 피막(3, 3a)에 포함되는 각 성분을 소정의 비율로 포함하는 수계 표면 처리 약제를, 도금층(2) 상에 도포하여 건조시킴으로써, 도금층(2) 상에 피막(3, 3a)을 형성한다.Next, a water-based surface treatment agent containing each component contained in the films 3 and 3a of the first and second embodiments in a predetermined ratio is applied on the plating layer 2 and dried, thereby drying the plating layer ( 2) Films 3 and 3a are formed on it.

(수계 표면 처리 약제)(Aqueous surface treatment agent)

수계 표면 처리 약제는, 아크릴 수지와 지르코늄과 바나듐과 인과 코발트를 포함한다. 본 실시 형태에서는, 수계 표면 처리 약제로서, 예를 들어 탄산 지르코늄 화합물(A)과 아크릴 수지(B)와 바나듐 화합물(C)과 인 화합물(D)과 코발트 화합물(E)과 물을 배합하여 이루어지는 pH8 내지 11의 것을 사용한다.The aqueous surface treatment agent contains acrylic resin, zirconium, vanadium, phosphorus and cobalt. In this embodiment, as an aqueous surface treatment agent, for example, a zirconium carbonate compound (A), an acrylic resin (B), a vanadium compound (C), a phosphorus compound (D), a cobalt compound (E), and water are mixed. A pH of 8 to 11 is used.

(아크릴 수지(B))(Acrylic resin (B))

아크릴 수지(B)는, 수계 표면 처리 약제를 도포하여 건조함으로써, 상술한 피막(3, 3a) 중에 포함되는 아크릴 수지(31)로 된다.The acrylic resin (B) becomes the acrylic resin 31 contained in the above-described films 3 and 3a by applying and drying an aqueous surface treatment agent.

수계 표면 처리 약제 중의 아크릴 수지(B)의 함유량은, 수계 표면 처리 약제의 전체 고형분에 대해 20 내지 60질량%인 것이 적합하다. 수계 표면 처리 약제 중의 아크릴 수지(B)의 함유량은, 보다 바람직하게는 20 내지 40질량%이다. 수계 표면 처리 약제 중의 아크릴 수지(B)의 함유량이 20질량% 이상인 경우, 피막(3, 3a) 전체의 아크릴 수지(31)의 농도가 20 내지 60질량%인 피막(3, 3a)을 형성할 수 있으므로, 바람직하다.It is preferable that the content of the acrylic resin (B) in the aqueous surface treatment agent is 20 to 60 mass% with respect to the total solid content of the aqueous surface treatment agent. The content of the acrylic resin (B) in the aqueous surface treatment agent is more preferably 20 to 40% by mass. When the content of the acrylic resin (B) in the aqueous surface treatment agent is 20% by mass or more, the coatings 3 and 3a having a concentration of 20 to 60% by mass of the acrylic resin 31 in the entire coatings 3 and 3a can be formed. Because it can be, it is preferable.

수계 표면 처리 약제에 사용되는 아크릴 수지(B)의 중합 방법은, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 현탁 중합, 유화 중합 및 용액 중합법을 사용할 수 있다. 또한, 아크릴 수지(B)를 중합할 때, 용매 및/또는 중합 개시제를 사용해도 된다. 중합 개시제로서는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어 아조계 화합물이나 과산화물계 화합물 등의 라디칼 중합 개시제를 사용할 수 있다. 중합 개시제는, 수지의 전체 고형분에 대해 0.1 내지 10질량% 사용하는 것이 바람직하다. 반응 온도는, 통상, 실온 내지 200℃이고, 바람직하게는 40 내지 150℃이다. 반응 시간은, 30분 내지 8시간, 바람직하게는 2 내지 4시간이다.The polymerization method of the acrylic resin (B) used for the aqueous surface treatment agent is not particularly limited. For example, suspension polymerization, emulsion polymerization and solution polymerization can be used. Further, when polymerizing the acrylic resin (B), a solvent and/or a polymerization initiator may be used. Although it does not specifically limit as a polymerization initiator, For example, radical polymerization initiators, such as an azo-type compound and a peroxide-type compound, can be used. It is preferable to use 0.1-10 mass% of a polymerization initiator with respect to the total solid content of resin. The reaction temperature is usually room temperature to 200°C, preferably 40 to 150°C. The reaction time is 30 minutes to 8 hours, preferably 2 to 4 hours.

(탄산 지르코늄 화합물(A))(Zirconium carbonate compound (A))

수계 표면 처리 약제 중의 탄산 지르코늄 화합물(A)은, 수계 표면 처리 약제를 도포하여 건조함으로써, 아크릴 수지(B)와 가교 반응하여, 지르코늄과 아크릴 수지(31)의 가교 구조를 갖는 피막(3, 3a)을 형성한다. 또한, 탄산 지르코늄 화합물(A)은, 수계 표면 처리 약제를 도포하여 건조시킬 때에 탄산 이온이 휘발하고, 남은 지르코늄끼리가 산소를 통해 결합하여, 고분자량화된다. 이 과정에서 -Zr-OH기가 도금층(2)의 표면과 Zr-O-M 결합(M: 도금층 중의 금속 원소)을 형성한다.The zirconium carbonate compound (A) in the water-based surface treatment agent is crosslinked with the acrylic resin (B) by applying and drying the water-based surface treatment agent, and coatings (3, 3a) having a crosslinked structure of zirconium and the acrylic resin 31 ) To form. In addition, when the zirconium carbonate compound (A) is applied and dried with an aqueous surface treatment agent, carbonate ions are volatilized, and the remaining zirconiums are bonded to each other through oxygen, resulting in a high molecular weight. In this process, -Zr-OH groups form a Zr-O-M bond (M: a metal element in the plating layer) with the surface of the plating layer 2.

탄산 지르코늄 화합물(A)의 종류는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 탄산 지르코늄, 탄산 지르코늄 암모늄, 탄산 지르코늄 칼륨, 탄산 지르코늄 나트륨 등을 들 수 있고, 이들 중 1종 이상을 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 내식성이 우수한 피막(3, 3a)이 얻어지기 때문에, 탄산 지르코늄 및/또는 탄산 지르코늄 암모늄을 사용하는 것이 바람직하다.The type of the zirconium carbonate compound (A) is not particularly limited, and examples thereof include zirconium carbonate, ammonium zirconium carbonate, potassium zirconium carbonate, sodium zirconium carbonate, and the like, and one or more of these can be used. Among these, it is preferable to use zirconium carbonate and/or ammonium zirconium carbonate because the coatings 3 and 3a excellent in corrosion resistance are obtained.

(바나듐 화합물(C))(Vanadium compound (C))

수계 표면 처리 약제에 포함되는 바나듐 화합물(C)로서는, 예를 들어 오산화바나듐(V2O5), 메타바나듐산(HVO3), 메타바나듐산암모늄, 메타바나듐산나트륨, 옥시삼염화바나듐(VOCl3) 등의 5가의 바나듐 화합물을 환원제에 의해 2 내지 4가로 환원한 것, 삼산화바나듐(V2O3), 이산화바나듐(VO2), 옥시황산바나듐(VOSO4), 옥시옥살산바나듐[VO(COO)2], (바나듐옥시아세틸아세토네이트[VO(OC(CH3)=CHCOCH3))2], 바나듐아세틸아세토네이트[V(OC(CH3)=CHCOCH3))3], 삼염화바나듐(VCl3), 인바나드몰리브덴산{H15-X[PV12-xMoxO40]·nH2O(6<x<12, n<30)}, 황산바나듐(VSO4·8H2O), 이염화바나듐(VCl2), 산화바나듐(VO) 등의 산화수 4 내지 2가의 바나듐 화합물 등을 들 수 있다.As the vanadium compound (C) contained in the aqueous surface treatment agent, for example, vanadium pentoxide (V 2 O 5 ), metavanadic acid (HVO 3 ), ammonium metavanadate, sodium metavanadate, vanadium oxytrichloride (VOCl 3) ), etc., reduced to 2 to 4 by a reducing agent, vanadium trioxide (V 2 O 3 ), vanadium dioxide (VO 2 ), vanadium oxysulfate (VOSO 4 ), vanadium oxyoxalate [VO (COO ) 2 ], (vanadium oxyacetylacetonate [VO(OC(CH 3 )=CHCOCH 3 )) 2 ], vanadium acetylacetonate[V(OC(CH 3 )=CHCOCH 3 )) 3 ], vanadium trichloride (VCl 3 ), invanad molybdic acid {H 15-X [PV 12-x Mo x O 40 ]·nH 2 O (6<x<12, n<30)}, vanadium sulfate (VSO 4 ·8H 2 O), And vanadium compounds having 4 to divalent oxidation numbers such as vanadium dichloride (VCl 2 ) and vanadium oxide (VO).

(인 화합물(D))(Phosphorus compound (D))

수계 표면 처리 약제에 포함되는 인 화합물(D)로서는, 예를 들어 인을 함유하는 산기를 갖는 무기산 음이온, 인을 함유하는 산기를 갖는 유기산 음이온 등을 들 수 있다.Examples of the phosphorus compound (D) contained in the aqueous surface treatment agent include an inorganic acid anion having an acid group containing phosphorus, an organic acid anion having an acid group containing phosphorus, and the like.

인을 함유하는 산기를 갖는 무기산 음이온으로서는, 예를 들어 오르토인산, 메타인산, 축합 인산, 피로인산, 트리폴리인산, 테트라인산, 헥사메타인산 등의 무기산 중 적어도 하나의 수소가 유리된 무기산 음이온 및 그들의 염류를 들 수 있다.As the inorganic acid anion having an acid group containing phosphorus, for example, inorganic acid anions in which at least one hydrogen is free from inorganic acids such as orthophosphoric acid, metaphosphoric acid, condensed phosphoric acid, pyrophosphoric acid, tripolyphosphoric acid, tetraphosphoric acid, hexametaphosphoric acid, and their Salts are mentioned.

인을 함유하는 산기를 갖는 유기산 음이온으로서는, 예를 들어 1-히드록시메탄-1,1-디포스폰산, 1-히드록시에탄-1,1-디포스폰산, 1-히드록시프로판-1,1-디포스폰산, 1-히드록시에틸렌-1,1-디포스폰산, 2-히드록시포스포노아세트산, 아미노트리(메틸렌포스폰산), 에틸렌디아민-N,N,N',N'-테트라(메틸렌포스폰산), 헥사메틸렌디아민-N,N,N',N'-테트라(메틸렌포스폰산), 디에틸렌트리아민-N,N,N',N'',N''-펜타(메틸렌포스폰산), 2-포스폰산부탄-1,2,4-트리카르복실산, 이노시톨헥사포스폰산, 피트산 등의 유기 포스폰산, 유기 인산 등의 적어도 하나의 수소가 유리된 유기산 음이온 및 그들의 염류를 들 수 있다.As an organic acid anion having an acid group containing phosphorus, for example, 1-hydroxymethane-1,1-diphosphonic acid, 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid, 1-hydroxypropane-1, 1-diphosphonic acid, 1-hydroxyethylene-1,1-diphosphonic acid, 2-hydroxyphosphonoacetic acid, aminotri(methylenephosphonic acid), ethylenediamine-N,N,N',N'-tetra (Methylenephosphonic acid), hexamethylenediamine-N,N,N',N'-tetra(methylenephosphonic acid), diethylenetriamine-N,N,N',N'',N''-penta(methylene Phosphonic acid), 2-phosphonic acid butane-1,2,4-tricarboxylic acid, inositol hexaphosphonic acid, organic phosphonic acids such as phytic acid, organic acid anions in which at least one hydrogen is released, such as organic phosphoric acid, and salts thereof Can be mentioned.

(코발트 화합물(E))(Cobalt compound (E))

수계 표면 처리 약제에 포함되는 코발트 화합물(E)로서는, 예를 들어 황산 코발트, 질산 코발트 및 탄산 코발트 등을 들 수 있다.Examples of the cobalt compound (E) contained in the aqueous surface treatment agent include cobalt sulfate, cobalt nitrate, and cobalt carbonate.

(윤활제)(slush)

수계 표면 처리 약제에는, 표면 처리 강판의 내 찰상성을 향상시키기 위해, 윤활제를 함유시켜도 된다. 윤활제로서는, 예를 들어 폴리에틸렌 왁스, 산화 폴리에틸렌 왁스, 산화 폴리프로필렌 왁스 등을 들 수 있다.The aqueous surface treatment agent may contain a lubricant in order to improve the scratch resistance of the surface-treated steel sheet. Examples of the lubricant include polyethylene wax, oxidized polyethylene wax, and oxidized polypropylene wax.

윤활제의 함유량은, 수계 표면 처리 약제의 전체 고형분에 대해, 1 내지 8질량%가 적합하다. 윤활제의 함유량이 1질량% 이상이면, 내 찰상성의 향상 효과가 충분히 얻어진다. 또한, 윤활제의 함유량이 8질량% 이하이면, 윤활제를 포함함으로써 피막(3)의 도장 밀착성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.The content of the lubricant is preferably 1 to 8% by mass based on the total solid content of the aqueous surface treatment agent. When the content of the lubricant is 1% by mass or more, the effect of improving the scratch resistance is sufficiently obtained. In addition, when the content of the lubricant is 8% by mass or less, it is possible to prevent the coating adhesion of the film 3 from deteriorating by including the lubricant.

윤활제는, 질량 평균 입경 0.1 내지 5.0㎛인 것이 바람직하다. 질량 평균 입경이 0.1㎛ 이상이면, 윤활제가 응집되기 어려워, 안정성이 우수한 수계 표면 처리 약제가 된다. 또한, 윤활제의 질량 평균 입경이 5.0㎛ 이하이면, 분산 안정성이 양호해진다.It is preferable that the lubricant has a mass average particle diameter of 0.1 to 5.0 µm. When the mass average particle diameter is 0.1 µm or more, the lubricant is less likely to aggregate, resulting in an aqueous surface treatment agent having excellent stability. Moreover, when the mass average particle diameter of a lubricant is 5.0 micrometers or less, dispersion stability becomes favorable.

윤활제의 질량 평균 입경의 측정 방법은, 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 니끼소 가부시끼가이샤 제조(레이저 회절 산란식 입도 분포 측정 장치 MICROTRAC HRA-X100)로 측정할 수 있다.The method for measuring the mass average particle diameter of the lubricant is not limited, but can be measured, for example, by Nikisso Corporation (laser diffraction scattering particle size distribution measuring apparatus MICROTRAC HRA-X100).

(pH)(pH)

수계 표면 처리 약제의 pH는 8 내지 11인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 8.5 내지 10이다. 수계 표면 처리 약제의 pH가 8 이상이면, 탄산 지르코늄 화합물(A)이 안정적으로 수계 표면 처리 약제 중에 용해될 수 있다. 한편, 수계 표면 처리제의 pH가 11 이하이면, 수계 표면 처리 약제를 도금층(2)에 도포하였을 때, 도금층(2)이 과잉으로 용해되는 것을 억제할 수 있다. 또한, pH가 당해 범위 내이면, 수계 표면 처리 약제가 안정된다.The pH of the aqueous surface treatment agent is preferably 8 to 11, more preferably 8.5 to 10. When the pH of the aqueous surface treatment agent is 8 or more, the zirconium carbonate compound (A) can be stably dissolved in the aqueous surface treatment agent. On the other hand, when the pH of the aqueous surface treatment agent is 11 or less, when the aqueous surface treatment agent is applied to the plating layer 2, excessive dissolution of the plating layer 2 can be suppressed. In addition, when the pH is within the range, the aqueous surface treatment agent is stabilized.

수계 표면 처리재의 pH의 측정 방법은, 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 도아 DKK 가부시끼가이샤 제조(HM-30R)를 사용하여 측정 온도 25℃에서 측정할 수 있다.The method of measuring the pH of the water-based surface treatment material is not limited, for example, it can be measured at a measurement temperature of 25°C using the Toa DKK Co., Ltd. product (HM-30R).

수계 표면 처리재의 pH의 조정에 사용하는 조정제는, 특별히 한정되지 않고, 암모니아, 탄산 구아니딘, 탄산, 아세트산, 불화수소산 등을 들 수 있다.The adjusting agent used for adjusting the pH of the aqueous surface treatment material is not particularly limited, and examples thereof include ammonia, guanidine carbonate, carbonic acid, acetic acid, and hydrofluoric acid.

(불화물 이온을 포함하는 성분)(Component containing fluoride ion)

수계 표면 처리 약제에는, 필요에 따라서, 불화물 이온을 포함하는 성분이 포함되어 있어도 된다. 불화물 이온을 포함하는 성분은, 피막(3, 3a)의 밀착성 및 접착성을 향상시키기 위해 사용한다.The aqueous surface treatment agent may contain a component containing a fluoride ion, if necessary. The component containing fluoride ions is used to improve the adhesion and adhesion of the films 3 and 3a.

수계 표면 처리 약제에 함유되는 불화물 이온을 포함하는 성분으로서는, 예를 들어 지르콘불화암모늄, 규불화암모늄, 티타늄불화암모늄, 불화나트륨, 불화칼륨, 불화칼슘, 불화리튬, 티타늄불화수소산, 지르콘불화수소산 등을 들 수 있다.As a component containing fluoride ions contained in the aqueous surface treatment agent, for example, ammonium zirconium fluoride, ammonium silicide, ammonium titanium fluoride, sodium fluoride, potassium fluoride, calcium fluoride, lithium fluoride, titanium hydrofluoric acid, zircon hydrofluoric acid, etc. Can be mentioned.

수계 표면 처리 약제 중의 불화물 이온을 포함하는 성분은, 도금층(2) 상에 수계 표면 처리 약제로 이루어지는 도막을 형성한 후, 도막을 건조시킴으로써, 일부 또는 전부가 소실된다.The component containing fluoride ions in the aqueous surface treatment agent is partially or completely lost by forming a coating film made of the aqueous surface treatment agent on the plating layer 2 and then drying the coating film.

수계 표면 처리 약제는, 불소의 질량과, 지르코늄의 질량의 질량비(F/Zr)가 0.01 내지 2.0인 것이 바람직하다. 상기한 질량비(F/Zr)가 0.01 이상이면, 피막(3) 중의 불화물 이온의 함유량을 확보할 수 있어, 피막(3)의 밀착성 및 접착성이 향상되기 때문에 바람직하다. 상기한 질량비(F/Zr)가 2.0 이하이면, 지르코늄 함유량을 확보할 수 있기 때문에, 바람직하다. 상기한 질량비(F/Zr)는 0.1 내지 0.2인 것이, 더 바람직하다.The water-based surface treatment agent preferably has a mass ratio (F/Zr) of the mass of fluorine and the mass of zirconium of 0.01 to 2.0. When the above-described mass ratio (F/Zr) is 0.01 or more, the content of fluoride ions in the film 3 can be ensured, and the adhesion and adhesion of the film 3 are improved, which is preferable. When the above-described mass ratio (F/Zr) is 2.0 or less, since zirconium content can be ensured, it is preferable. The mass ratio (F/Zr) is 0.1 to 0.2, more preferably.

수계 표면 처리 약제는, 상기한 성분을 탈이온수, 증류수 등의 수중에서 혼합함으로써 얻어진다.The water-based surface treatment agent is obtained by mixing the above-described components in water such as deionized water or distilled water.

수계 표면 처리 약제에는, 필요에 따라서, 알코올, 케톤, 셀로솔브계의 수용성 용제, 계면 활성제, 소포제, 레벨링제, 방균 방곰팡이제, 증점제, 용접성 향상을 위한 도전성 물질, 의장성 향상을 위한 착색 안료나 매팅 재료 등을 첨가해도 된다. 이것들은 본 발명에서 얻어지는 품질을 저하시키지 않을 정도로 첨가하는 것이 중요하고, 첨가량은 많아도 수계 표면 처리액의 전체 고형분에 대해 5질량% 미만이다.Water-based surface treatment agents include alcohols, ketones, cellosolve-based water-soluble solvents, surfactants, antifoaming agents, leveling agents, anti-fungal agents, thickeners, conductive materials for improving weldability, and coloring pigments for improving design, if necessary. You may add a matting material or the like. It is important to add these so as not to deteriorate the quality obtained in the present invention, and the addition amount is less than 5% by mass relative to the total solid content of the aqueous surface treatment liquid, even if the amount is large.

수계 표면 처리 약제의 점도는, 특별히 한정되지 않지만, 25℃에서 측정되는 값이, 예를 들어 1mPa·s 이상 4mPa·s 이하, 바람직하게는 1.2mPa·s 이상 3mPa·s 이하, 보다 바람직하게는 1.5mPa·s 이상 2mPa·s 이하이다. 수계 표면 처리 약제의 점도가 4mPa·s 이하이면, 도막 형성 시에 있어서 아크릴 수지의 이동 속도가 충분히 빨라져, 후술하는 원리에 의해, 상부 영역 A 및 중심 영역 C에 있어서의 아크릴 수지의 면적률의 범위를 보다 확실하게 달성할 수 있다. 또한, 수계 표면 처리 약제의 점도가 1mPa·s 이상이면, 우수한 생산성으로 롤 코터를 사용한 도포를 할 수 있고, 또한 피막(3, 3a)을 형성할 수 있다. 또한, 점도는, 예를 들어 JIS Z 8803 : 2011에 기재된 방법을 사용하여 측정할 수 있다.The viscosity of the water-based surface treatment agent is not particularly limited, but the value measured at 25°C is, for example, 1 mPa·s or more and 4 mPa·s or less, preferably 1.2 mPa·s or more and 3 mPa·s or less, more preferably It is 1.5 mPa·s or more and 2 mPa·s or less. If the viscosity of the water-based surface treatment agent is 4 mPa·s or less, the moving speed of the acrylic resin at the time of forming the coating film becomes sufficiently high, and according to the principle described later, the range of the area ratio of the acrylic resin in the upper region A and the center region C. Can be achieved more reliably. Further, when the viscosity of the water-based surface treatment agent is 1 mPa·s or more, coating using a roll coater can be performed with excellent productivity, and the films 3 and 3a can be formed. In addition, the viscosity can be measured using the method described in JIS Z 8803:2011, for example.

다음으로, 본 실시 형태에서는, 이와 같이 하여 얻어진 수계 표면 처리 약제를, 도금층(2) 상에 도포함으로써, 도막을 형성한다.Next, in the present embodiment, a coating film is formed by applying the thus obtained aqueous surface treatment agent onto the plating layer 2.

도금층(2) 상에 수계 표면 처리 약제를 도포하는 방법으로서는, 롤 코터를 사용한다. 본 실시 형태에서는, 롤 코터를 사용하여 도포하므로, 주속비를 조절함으로써 막 두께를 용이하게 제어할 수 있음과 함께, 우수한 생산성이 얻어진다.As a method of applying an aqueous surface treatment agent on the plating layer 2, a roll coater is used. In this embodiment, since coating is performed using a roll coater, the film thickness can be easily controlled by adjusting the peripheral speed ratio, and excellent productivity can be obtained.

또한, 수계 표면 처리 약제의 도금층(2) 상에 대한 도포 시에 있어서, 강판(1)이 롤 코터에 돌입할 때의 강판(1)의 온도(이하, 「강판 돌입 온도」라고 하는 경우도 있음)는, 5℃ 이상 80℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 상기한 피막(3)의 구조는, 아크릴 수지를 포함하는 수계 표면 처리 약제를 강판(1) 표면에 도포한 후, 당해 아크릴 수지의 일부가, 후술하는 바와 같이 도막 중의 상하로 이동하여 표면 흡착, 계면 흡착함으로써 형성된다. 강판 돌입 온도가, 상기 하한값인 5℃ 이상인 경우, 표면 흡착의 속도를 충분히 크게 할 수 있는 결과, 후술하는 도막을 형성하고 나서 건조를 개시할 때까지의 시간 내에, 아크릴 수지가 충분한 거리를 이동하고, 상부 영역 A 및 중심 영역 C에 있어서의 아크릴 수지의 면적률의 범위를 달성할 수 있고, 또한 표면 구조에 있어서도 인접하는 돌기(35, 35)끼리의 사이의 골부에 아크릴 수지가 응집되어 존재함으로써 크랙이 억제된다. 한편, 강판 돌입 온도가 상기 상한값인 80℃를 초과하면, 수계 표면 처리 약제의 조성에 따라서는, 수계 표면 처리 약제 중의 수분의 증발이 지나치게 급격한 결과, 기포상의 작은 팽창이나 구멍이 발생하는 현상, 이른바 포밍 현상이 발생해 버린다. 강판 돌입 온도는, 보다 바람직하게는 10℃ 이상 60℃ 이하, 더욱 바람직하게는 15℃ 이상 40℃ 이하이다.In addition, when the water-based surface treatment agent is applied onto the plating layer 2, the temperature of the steel sheet 1 when the steel sheet 1 rushes into the roll coater (hereinafter, it may be referred to as ``steel sheet rush temperature''). ) Is preferably 5°C or more and 80°C or less. The structure of the coating film 3 described above is that after applying a water-based surface treatment agent containing an acrylic resin to the surface of the steel plate 1, a part of the acrylic resin moves up and down in the coating film as described later to adsorb the surface, It is formed by interfacial adsorption. When the steel plate rush temperature is above the lower limit of 5°C, the rate of surface adsorption can be sufficiently increased. As a result, the acrylic resin moves a sufficient distance within the time from forming the coating film to be described later to start drying. , The range of the area ratio of the acrylic resin in the upper region A and the central region C can be achieved, and also in the surface structure, the acrylic resin is agglomerated and present in the valleys between the adjacent projections 35 and 35 Crack is suppressed. On the other hand, when the rush temperature of the steel sheet exceeds the upper limit of 80°C, depending on the composition of the water-based surface treatment agent, evaporation of moisture in the water-based surface treatment agent is excessively rapid, resulting in a phenomenon in which small bubble-like expansion or pores occur. A foaming phenomenon occurs. The steel sheet rush temperature is more preferably 10°C or more and 60°C or less, and still more preferably 15°C or more and 40°C or less.

또한, 수계 표면 처리 약제의 도금층(2) 상에 대한 도포 시에 있어서의 수계 표면 처리 약제의 온도는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 5℃ 이상 60℃ 이하, 바람직하게는 10℃ 이상 50℃ 이하, 더욱 바람직하게는 15℃ 이상 40℃ 이하로 할 수 있다. 도포 시에 있어서의 수계 표면 처리 약제의 온도를 상기 범위 내로 함으로써, 우수한 생산성으로 롤 코터를 사용한 도포를 할 수 있고, 또한 피막(3, 3a)을 형성할 수 있다.In addition, the temperature of the aqueous surface treatment agent at the time of application of the aqueous surface treatment agent onto the plating layer 2 is not particularly limited, but, for example, 5°C or more and 60°C or less, preferably 10°C or more and 50°C. Hereinafter, it may be more preferably 15°C or more and 40°C or less. When the temperature of the water-based surface treatment agent at the time of application is within the above range, application using a roll coater can be performed with excellent productivity, and the films 3 and 3a can be formed.

수계 표면 처리 약제의 도금층(2) 상에 대한 도포 시에 있어서의 수계 표면 처리 약제의 부착량은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 0.03g/㎡ 이상 3g/㎡ 이하, 바람직하게는 0.3g/㎡ 이상 2g/㎡ 이하이다. 수계 표면 처리 약제의 부착량은, 아크릴 수지의 도막 내에 있어서의 이동 거리에 영향을 미친다. 따라서, 부착량이 상기 범위 내이면, 지르코늄과 도금층(2)의 표면의 결합에 의한 밀착성 향상 효과 및 지르코늄과 아크릴 수지의 가교 구조에 의한 배리어성 향상 효과가, 한층 더 향상된다. 그 결과, 한층 더 우수한 내식성이 얻어진다. 피막(3, 3a)에 지르코늄을 함유하는 것에 기인하는 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 보다 우수한 내식성이 얻어진다.The adhesion amount of the water-based surface treatment agent upon application of the water-based surface treatment agent onto the plating layer 2 is not particularly limited, but, for example, 0.03 g/m 2 or more and 3 g/m 2 or less, preferably 0.3 g/m 2 It is 2 g/m 2 or less. The adhesion amount of the aqueous surface treatment agent affects the moving distance in the coating film of the acrylic resin. Therefore, when the adhesion amount is within the above range, the effect of improving the adhesion due to bonding of the surface of the zirconium and the plating layer 2 and the effect of improving the barrier property due to the crosslinked structure of the zirconium and the acrylic resin are further improved. As a result, even more excellent corrosion resistance is obtained. It is possible to prevent the occurrence of cracks caused by containing zirconium in the coatings 3 and 3a, and more excellent corrosion resistance can be obtained.

본 실시 형태에서는, 수계 표면 처리 약제를 도금층(2) 상에 도포하여 도막을 형성하고 나서 건조를 개시할 때까지, 0.5초 이상, 바람직하게는 0.5 내지 8초간, 보다 바람직하게는 0.5 내지 4초간, 도막이 형성된 강판(1)을 건조하지 않고 유지한다. 아연을 포함하는 도금층(2) 상에, 탄산 지르코늄 화합물(A)과 아크릴 수지(B)를 포함하는 수계 표면 처리 약제를 도포한 경우, 이하에 나타내는 바와 같이, 도금층(2) 상에 도포하여 도막을 형성하고 나서, 건조를 개시할 때까지의 시간을 조절함으로써, 건조 후에 얻어지는 피막 중의 아크릴 수지 분포를 제어할 수 있다.In this embodiment, after forming the coating film by applying the water-based surface treatment agent on the plating layer 2, until the drying is started, 0.5 seconds or more, preferably 0.5 to 8 seconds, more preferably 0.5 to 4 seconds. , The steel sheet 1 on which the coating film is formed is maintained without drying. When a water-based surface treatment agent containing a zirconium carbonate compound (A) and an acrylic resin (B) is applied on the plating layer 2 containing zinc, as shown below, it is applied on the plating layer 2 to form a coating film. By controlling the time until drying is started after forming, the acrylic resin distribution in the film obtained after drying can be controlled.

아크릴 수지와 지르코늄과 바나듐과 인과 코발트를 포함하는 수계 표면 처리 약제를, 아연을 포함하는 도금층(2) 상에 롤 코터를 사용하여 도포하여 도막을 형성하면, 도막 중에 포함되는 아크릴 수지(B)는, 표면 에너지의 밸런스에 의해, 자기 정합적으로 안정적으로 존재할 수 있는 위치로의 이동을 개시한다. 구체적으로는, 도막 중의 아크릴 수지(B)는, 안정적으로 존재할 수 있는 최상면 또는 최하면을 향해 이동한다. 도막 중의 아크릴 수지(B)가 가장 안정적으로 존재할 수 있는 것은, 최상면이다. 이 때문에, 도막 중의 아크릴 수지(B)의 최상면을 향하는 이동 속도는, 도막 중의 아크릴 수지(B)의 최하면을 향하는 이동 속도보다 빠르다.When a coating film is formed by applying an acrylic resin and a water-based surface treatment agent containing zirconium, vanadium, phosphorus and cobalt using a roll coater on the plating layer 2 containing zinc, the acrylic resin (B) contained in the coating film is , By the balance of the surface energy, it starts to move to a position that can stably exist in self-alignment. Specifically, the acrylic resin (B) in the coating film moves toward the uppermost surface or lowermost surface that can stably exist. It is the top surface that the acrylic resin (B) in the coating film can exist most stably. For this reason, the movement speed toward the uppermost surface of the acrylic resin (B) in the coating film is faster than the movement speed toward the lowermost surface of the acrylic resin (B) in the coating film.

또한, 도막을 형성하고 나서 건조를 개시할 때까지의 시간과, 도막 중을 이동하는 아크릴 수지(B)의 배치의 관계는, 수계 표면 처리 약제의 조성이나 수계 표면 처리 약제 중의 아크릴 수지(B)의 농도 등에 따라서 변화된다. 그러나 도막을 형성하고 나서 건조를 개시할 때까지의 시간이 0.5초 이상이면, 도막 중의 충분한 양의 아크릴 수지(B)가 자기 정합적으로 최상면을 향해 이동할 수 있다. 따라서, 도막 중의 최상면에 아크릴 수지(B)가 농축되어, 건조 후에 얻어지는 피막(3, 3a)은, 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 피막(3)의 단면에 있어서의 상부 영역 A의 아크릴 수지의 면적률이 80 내지 100면적%로 되고, 중심 영역 C의 아크릴 수지의 면적률이 5 내지 50면적%로 된다.In addition, the relationship between the time from forming the coating film to the start of drying and the arrangement of the acrylic resin (B) moving in the coating film is the composition of the aqueous surface treatment agent and the acrylic resin (B) in the aqueous surface treatment agent. It changes according to the concentration of However, if the time from forming the coating film to starting drying is 0.5 seconds or more, a sufficient amount of the acrylic resin (B) in the coating film can move toward the top surface by self-alignment. Therefore, the acrylic resin (B) is concentrated on the uppermost surface of the coating film, and the coatings 3 and 3a obtained after drying are as shown in Figs. 1 and 3, in the upper region A in the cross section of the coating film 3 The area ratio of the acrylic resin becomes 80 to 100 area%, and the area ratio of the acrylic resin in the center region C is 5 to 50 area%.

도막을 형성하고 나서 건조를 개시할 때까지의 시간이 3초 이상이면, 도막 중의 충분한 양의 아크릴 수지(B)가 자기 정합적으로 최상면 및 최하면을 향해 이동할 수 있다. 따라서, 도막 중의 최상면 및 최하면에 아크릴 수지(B)가 농축되어, 건조 후에 얻어지는 피막(3)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 피막(3)의 단면에 있어서의 상부 영역 A뿐만 아니라, 하부 영역 B의 아크릴 수지의 면적률도 80 내지 100면적%로 되고, 중심 영역 C의 아크릴 수지의 면적률이 5 내지 50면적%로 된다.If the time from forming the coating film to starting drying is 3 seconds or more, a sufficient amount of the acrylic resin (B) in the coating film can move toward the top and bottom surfaces by self-alignment. Therefore, the acrylic resin (B) is concentrated on the uppermost surface and the lowermost surface of the coating film, and the film 3 obtained after drying is not only the upper region A in the cross section of the film 3, as shown in FIG. The area ratio of the acrylic resin in the lower region B is also 80 to 100 area%, and the area ratio of the acrylic resin in the central region C is 5 to 50 area%.

도막을 형성하고 나서 건조를 개시할 때까지의 시간을 바람직하게는 8초 이하, 보다 바람직하게는 4초 이하로 하면, 우수한 생산성이 얻어진다.When the time from forming the coating film to starting drying is preferably 8 seconds or less, more preferably 4 seconds or less, excellent productivity can be obtained.

상술한 도막 중에서의 아크릴 수지(B)의 이동은, 아연을 포함하는 도금층(2) 상에, 아크릴 수지와 지르코늄과 바나듐과 인과 코발트를 포함하는 수계 표면 처리 약제를, 롤 코터를 사용하여 도포하여 도막을 형성한 경우에 발생하는 특유의 것이다.The movement of the acrylic resin (B) in the above-described coating film is performed by applying an aqueous surface treatment agent containing acrylic resin, zirconium, vanadium, phosphorus and cobalt on the plating layer 2 containing zinc using a roll coater. It is peculiar to occurring when a coating film is formed.

예를 들어, 아크릴 수지 대신에 우레탄 수지 등 다른 수지를 포함하는 수계 표면 처리 약제를, 아연을 포함하는 도금층 상에 도포한 경우, 건조를 개시할 때까지의 시간을 상기 범위 내로 해도, 도막의 최상면 및 최하면에 수지가 농축되는 일은 없다.For example, when a water-based surface treatment agent containing another resin such as a urethane resin instead of an acrylic resin is applied on a plating layer containing zinc, even if the time until the start of drying is within the above range, the top surface of the coating film And the resin is not concentrated on the lowermost surface.

다음으로, 도막 형성 후에 소정의 시간 유지한 도막을 건조시킨다.Next, after the coating film is formed, the coating film held for a predetermined time is dried.

상기한 수계 표면 처리 약제를, 롤 코터를 사용하여 도포하고, 건조시킴으로써, 이하에 나타내는 작용에 의해, 표면에 평면으로 보아 섬 형상의 돌기가 복수 밀집되어 형성된다.By applying the above water-based surface treatment agent using a roll coater and drying it, a plurality of island-like projections are densely formed on the surface by the action shown below by the action shown below.

즉, 소정 시간 유지한 도막에 있어서는, 아크릴 수지가 최상면 부근에 부상하고 있다. 이 상태에서 도막이 가열되어, 표면이 경화됨으로써, 소정의 섬 형상의 돌기가 복수 밀집되어 형성될 것이라고 추정된다.That is, in the coating film held for a predetermined time, the acrylic resin floats near the top surface. In this state, the coating film is heated and the surface is hardened, so that it is estimated that a plurality of predetermined island-shaped projections will be densely formed.

도막을 건조시킬 때의 온도는, 도막을 건조시킬 때의 최고 도달 판온(PMT)이 60 내지 200℃인 것이 바람직하고, 80 내지 180℃인 것이 보다 바람직하다. 최고 도달 판온이 60℃ 이상이면 피막(3, 3a) 중에 주 용매인 수분이 잔존하기 어려워, 바람직하다. 또한, 최고 도달 판온이 200℃ 이하이면, 아크릴 수지(31)의 분해가 일어나지 않으므로, 내식성 저하 등의 문제를 발생시키는 일이 없다.The temperature at the time of drying the coating film is preferably 60 to 200°C, and more preferably 80 to 180°C, as for the maximum plate temperature (PMT) at the time of drying the coating film. When the maximum attainable plate temperature is 60° C. or higher, moisture, which is the main solvent, is difficult to remain in the coatings 3 and 3a, which is preferable. In addition, when the maximum plate temperature is 200°C or less, decomposition of the acrylic resin 31 does not occur, and thus a problem such as a decrease in corrosion resistance does not occur.

도막을 건조시킬 때의 가열 시간은, 예를 들어 가열로 내에 도막이 형성된 강판을 통과시키는 방법에 의해 가열하는 경우, 가열로의 길이나, 도막이 형성된 강판의 라인 속도에 따라서 적절하게 결정할 수 있다.The heating time when drying the coating film can be appropriately determined according to the length of the heating furnace or the line speed of the steel sheet on which the coating film is formed, for example, when heating is performed by a method of passing a steel sheet on which the coating film is formed in a heating furnace.

도막을 건조시킬 때의 건조 방법으로서는, 예를 들어 유도 가열, 열풍 건조 또는 노내 건조를 들 수 있다.As a drying method when drying the coating film, induction heating, hot air drying, or drying in a furnace may be mentioned, for example.

이상의 공정에 의해, 제1 실시 형태에 관한 표면 처리 강판(10) 또는 제2 실시 형태에 관한 표면 처리 강판(20)이 얻어진다.Through the above steps, the surface-treated steel sheet 10 according to the first embodiment or the surface-treated steel sheet 20 according to the second embodiment is obtained.

표면 처리 강판(10, 20)의 피막(3, 3a)과, 양호한 접착성이 얻어지는 접착제 및 상도층으로서는, 예를 들어 실리콘계(아크릴 변성, 에폭시 변성을 포함함), 에폭시계, 아크릴 수지계, 페놀계, 우레탄계, 아세트산비닐계, 시아노아크릴레이트계, 스티렌부타디엔 고무계의 것 등을 들 수 있다.As the coatings 3 and 3a of the surface-treated steel sheets 10 and 20, and the adhesive and top coat layer from which good adhesion is obtained, for example, silicone-based (including acrylic modified, epoxy modified), epoxy-based, acrylic resin-based, phenol And styrene-butadiene rubber-based, urethane-based, vinyl acetate-based, cyanoacrylate-based, and the like.

또한, 표면 처리 강판(10, 20)의 피막(3, 3a) 상에, 접착제를 통해 접착되는 재료로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 강판, 모르타르, 플로트 유리, 도자기질 타일 및 MDF(중밀도 섬유판) 등을 들 수 있다.In addition, the material to be adhered to the coatings 3 and 3a of the surface-treated steel sheets 10 and 20 through an adhesive is not particularly limited, and for example, steel sheet, mortar, float glass, ceramic tile, and MDF (medium density Fiberboard) and the like.

실시예Example

다음으로, 본 발명의 실시예에 대해 설명한다. 또한, 본 발명은 이하에 나타내는 실시예에 한정되는 것은 아니다.Next, an embodiment of the present invention will be described. In addition, the present invention is not limited to the examples shown below.

1. 표면 처리 강판의 제조1. Manufacturing of surface-treated steel sheet

주로 표면 처리 강판의 피막 단면을 관찰한다는 것을 전제로, 이하와 같이 하여 표면 처리 강판을 제조하였다.On the premise that the cross section of the film of the surface-treated steel sheet was mainly observed, a surface-treated steel sheet was manufactured as follows.

먼저, 이하에 나타내는 양면에 도금층을 갖는 강판을 준비하였다. 또한, 이하에 나타내는 각 성분을 표 3에 나타내는 배합비로 포함하는 수계 표면 처리 약제를 조제하였다.First, a steel sheet having a plating layer on both sides shown below was prepared. In addition, a water-based surface treatment agent containing each component shown below at a blending ratio shown in Table 3 was prepared.

수계 표면 처리 약제는, 프로펠러 교반기를 사용하여 교반하고 있는 일정량의 탈이온수 중에, 각 성분을 순차 첨가하여, 고형분 농도가 15질량%가 되도록 조제하였다. 수계 표면 처리 약제의 pH의 조정제로서는, 탄산 및/또는 암모니아를 사용하였다. 수계 표면 처리 약제가 인 화합물(P)로서 D1과 D2를 포함하는 경우, 수계 표면 처리 약제 중의 P로 환산하였을 때의 질량이, D1:D2=85:15로 되도록 조제하였다.The aqueous surface treatment agent was prepared so that the solid content concentration was 15% by mass by sequentially adding each component to a constant amount of deionized water stirred using a propeller stirrer. Carbonic acid and/or ammonia were used as the pH adjuster of the aqueous surface treatment agent. When the aqueous surface treatment agent contains D1 and D2 as the phosphorus compound (P), the mass in terms of P in the aqueous surface treatment agent was prepared so that D1:D2 = 85:15.

(양면에 도금층을 갖는 강판)(Steel plate with plating layer on both sides)

M1: 용융 Zn 도금(도금 부착량 90g/㎡)M1: Hot-dip Zn plating (plating amount 90g/m2)

M2: 용융 11% Al-3% Mg-0.2% Si-Zn 도금(도금 부착량 90g/㎡)M2: Hot-dip 11% Al-3% Mg-0.2% Si-Zn plating (plating amount 90 g/m 2)

M3: 전기 Zn 도금(도금 부착량 20g/㎡)M3: Electric Zn plating (plating adhesion amount 20g/㎡)

M4: 전기 11% Ni-Zn 도금(도금 부착량 20g/㎡)M4: Electric 11% Ni-Zn plating (plating adhesion amount 20g/m²)

M5: 용융 55% Al-1.6% Si-Zn 도금(도금 부착량 90g/㎡)M5: Hot-dip 55% Al-1.6% Si-Zn plating (plating adhesion amount 90 g/m 2)

(수계 표면 처리 약제의 성분)(Ingredients of water-based surface treatment agents)

「지르코늄 화합물(Zr)」"Zirconium compound (Zr)"

A1: 탄산 지르코늄 칼륨A1: Potassium zirconium carbonate

A2: 탄산 지르코늄 암모늄A2: ammonium zirconium carbonate

A3: 지르콘 불화 암모늄A3: zircon ammonium fluoride

「아크릴 수지」"Acrylic resin"

표 1에 약호를 나타낸, 스티렌(b1), (메트)아크릴산(b2), (메트)아크릴산알킬에스테르(b3), 아크릴로니트릴(b4)을, 표 2에 나타내는 비율로 사용하여, 표 2에 나타내는 B1 내지 B17의 공중합체(아크릴 수지)를 얻었다. 표 1의 우측 끝의 Tg는 각 모노머의 중합체 유리 전이 온도이다. 표 2의 우측 끝의 Tg는 B1 내지 B17의 아크릴 수지의 유리 전이 온도이다.Styrene (b1), (meth)acrylic acid (b2), (meth) acrylate alkyl ester (b3), and acrylonitrile (b4), which are abbreviated in Table 1, were used in the ratios shown in Table 2, and in Table 2 The copolymers (acrylic resins) of B1 to B17 shown were obtained. Tg at the right end of Table 1 is the polymer glass transition temperature of each monomer. Tg at the right end of Table 2 is the glass transition temperature of the acrylic resins of B1 to B17.

또한, 표 3의 수계 표면 처리 약제 중의 아크릴 수지의 함유량은, 수계 표면 처리 약제의 전체 고형분에 대한 질량(질량%)이다.In addition, the content of the acrylic resin in the water-based surface treatment agent in Table 3 is the mass (mass%) with respect to the total solid content of the water-based surface treatment agent.

Figure 112018062577280-pct00002
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Figure 112018062577280-pct00003
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「바나듐 화합물(V)」"Vanadium compound (V)"

C1: 바나듐아세틸아세토네이트C1: vanadium acetylacetonate

C2: 옥시옥살산바나듐C2: vanadium oxyoxalate

「인 화합물(P)」"Phosphorus compound (P)"

D1: 인산D1: phosphoric acid

D2: 1-히드록시에탄-1,1-디포스폰산D2: 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid

「코발트 화합물(Co)」"Cobalt compound (Co)"

E1: 탄산 코발트E1: Cobalt carbonate

E2: 질산 코발트E2: cobalt nitrate

「불소 화합물(F)」"Fluorine compound (F)"

F1: 티타늄 불화 암모늄: (NH4)2TiF6 F1: titanium ammonium fluoride: (NH 4 ) 2 TiF 6

F2: 규불화 암모늄: (NH4)2SiF6 F2: ammonium silicide: (NH 4 ) 2 SiF 6

Figure 112018062577280-pct00004
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상기한 양면에 도금층을 갖는 강판을, 하기 (1)에 나타내는 방법에 의해 탈지하였다. 그 후, 탈지한 양면에 도금층을 갖는 강판의 양면에, 하기 (2)에 나타내는 방법에 의해 상기한 수계 표면 처리 약제를 도포하여 도막을 형성하고, 하기 (3)에 나타내는 방법에 의해 도막을 건조시켜, 실시예 및 비교예의 표면 처리 강판을 얻었다.The steel sheet having a plating layer on both sides described above was degreased by the method shown in (1) below. Thereafter, on both sides of a steel sheet having a plating layer on both sides of the degreased surface, the above-described water-based surface treatment agent is applied to each side by the method shown in (2) to form a coating film, and the coating film is dried by the method shown in (3) below. Then, the surface-treated steel sheets of Examples and Comparative Examples were obtained.

(1) 탈지(1) degreasing

탈지제(니혼 파커라이징(주) 제조 알칼리 탈지제, 상품명: 파인클리너 E6406)를 사용하여, 상기한 양면에 도금층을 갖는 강판을 탈지(20g/L 건욕, 60℃, 10초 스프레이, 스프레이압 50㎪)하였다. 그 후, 스프레이를 사용하여 10초간 수세를 행하였다.Using a degreasing agent (an alkali degreasing agent manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd., brand name: Fine Cleaner E6406), the steel sheet having a plating layer on both sides was degreased (20 g/L dry bath, 60° C., spray for 10 seconds, spray pressure 50 kPa). . Then, it washed with water for 10 seconds using a spray.

(2) 수계 표면 처리 약제의 도포(2) Application of water-based surface treatment agents

탈지한 양면에 도금층을 갖는 강판의 양면에, 표 4, 표 5에 나타내는 도포 방법을 사용하여 표 3에 나타내는 수계 표면 처리 약제를 도포하고, 표 4, 표 5에 나타내는 도막 유지 시간(양면에 도금층을 갖는 강판에 수계 표면 처리 약제를 도포하고 나서, 가열로에서 강판의 가열을 개시할 때까지의 시간) 유지하여, 도막을 형성하였다.The water-based surface treatment agent shown in Table 3 was applied to both surfaces of a steel sheet having a plating layer on both sides of the degreased surface using the coating method shown in Tables 4 and 5, and the coating film retention time shown in Tables 4 and 5 (plating layer on both sides After the water-based surface treatment agent was applied to the steel sheet having a, the time until starting the heating of the steel sheet in the heating furnace) was maintained to form a coating film.

또한, 강판이 롤 코터에 돌입할 때의 강판 온도(강판 돌입 온도)가 표 4, 표 5에 나타내는 온도로 되도록 강판을 가온하였다. 도막 유지 시간은, 롤 코터로부터 가열로까지의 강판의 반송 속도를 제어함으로써 조정하였다. 또한, 수계 표면 처리 약제는, 표 4, 표 5에 나타내는 Zr 부착량으로 되도록, 수계 표면 처리 약제의 농도 및 도포량을 조정하여 도포하였다. 또한, 이때, 각 예에 있어서의 수계 표면 처리제의 25℃에서의 점도는, 1.5 내지 2mPa·s의 범위 내였다. 또한, 도포 시에 있어서의 수계 표면 처리 약제 자체의 온도를, 표 4, 표 5에 나타내는 바와 같이 조정하였다. 또한, 각 예에 있어서, 수계 표면 처리 약제 자체의 도포량은, 0.3 내지 2g/㎡였다.Further, the steel sheet was heated so that the steel sheet temperature (steel sheet rush temperature) when the steel sheet rushes into the roll coater became the temperature shown in Tables 4 and 5. The coating film holding time was adjusted by controlling the conveyance speed of the steel sheet from the roll coater to the heating furnace. In addition, the aqueous surface treatment agent was applied by adjusting the concentration and application amount of the aqueous surface treatment agent so that the Zr adhesion amount shown in Tables 4 and 5 might be obtained. In this case, the viscosity at 25° C. of the aqueous surface treatment agent in each example was in the range of 1.5 to 2 mPa·s. In addition, the temperature of the water-based surface treatment agent itself during application was adjusted as shown in Tables 4 and 5. In addition, in each example, the application amount of the water-based surface treatment agent itself was 0.3 to 2 g/m 2.

또한, 강판 돌입 온도가 100℃인 경우, 수계 표면 처리 약제 No.3의 수분 증발이 급격하게 일어난 결과, 기포상의 작은 팽창이나 구멍이 발생하는 현상(이른바 포밍 현상)이 일어나, 외관 불량을 발생하였다. 따라서, 고품질의 피막층을 갖는 표면 처리 강판을 적절하게 제조하지 못했다. 따라서, 강판 돌입 온도는, 바람직하게는 80℃ 이하라고 할 수 있다.In addition, when the intrusion temperature of the steel sheet is 100°C, the water-based surface treatment agent No.3 rapidly evaporated as a result of which water-based surface treatment agent No.3 rapidly evaporated, resulting in a phenomenon in which small expansion or pores in the form of bubbles (so-called forming phenomenon) occurred, resulting in poor appearance. . Therefore, a surface-treated steel sheet having a high-quality coating layer could not be properly manufactured. Therefore, it can be said that the steel plate rush temperature is preferably 80°C or less.

(3) 도막의 건조(3) Drying of the coating film

도금층 상에 도막이 형성된 강판을, 온풍 순환형 오븐(가열로)을 사용하여 도막 상에 열풍을 공급하면서, 최고 도달 판온(PMT) 150℃에서 가열하여, 도금층 상에 형성된 도막을 건조시켰다.The steel sheet on which the coating film was formed on the plating layer was heated at a maximum plate temperature (PMT) of 150°C while supplying hot air onto the coating film using a warm air circulation type oven (heating furnace) to dry the coating film formed on the plating layer.

Figure 112018062577280-pct00005
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Figure 112018062577280-pct00006
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2. 평가2. Evaluation

이와 같이 하여 얻어진 실시예 및 비교예의 표면 처리 강판에 대해, 이하의 각 항목을 조사하였다. 그 결과를 표 6 내지 표 9에 나타낸다.Each of the following items was investigated about the surface-treated steel sheets of Examples and Comparative Examples thus obtained. The results are shown in Tables 6 to 9.

「피막 중의 V, P, Co, Zr의 함유량」"Content of V, P, Co, and Zr in the film"

피막 중의 V, P(인산 환산), Co, Zr의 함유량(질량%)은, 표 3에 나타내는 수계 표면 처리 약제의 전체 고형분에 대한 질량비를 백분율로 나타낸 것으로 간주한다.The content (mass%) of V, P (in terms of phosphoric acid) in the coating film (in terms of phosphoric acid), and the content (mass%) of the water-based surface treatment agent shown in Table 3 is regarded as representing the mass ratio with respect to the total solid content in percentage.

「Zr 부착량」「Zr adhesion amount」

형광 X선 분석 장치(상품명: ZSX-PrimusII(가부시끼가이샤 리가쿠 제조))로 측정하였다.It measured with a fluorescence X-ray analyzer (brand name: ZSX-PrimusII (manufactured by Rigaku Corporation)).

「피막 중의 불화물 이온의 함유량」"Content of fluoride ions in the film"

각 표면 처리 강판으로부터 잘라낸 100㎜×200㎜의 샘플을 20세트 준비하였다. 다음으로, 각 샘플을 각각 60℃, 100mL의 물에 10분간 침지하였다. 이어서, 샘플을 침지한 물 2000mL를 회수하여, 증발기에서 농축하고, 이온 크로마토그래프에 의해 분석하였다. 그 결과를 사용하여, 피막 중의 불화물 이온(F로서 환산)의 함유량(질량%)을 산출하였다.Twenty sets of 100 mm×200 mm samples cut out from each surface-treated steel plate were prepared. Next, each sample was immersed in water at 60° C. and 100 mL for 10 minutes. Subsequently, 2000 mL of water immersed in the sample was recovered, concentrated in an evaporator, and analyzed by an ion chromatograph. Using the result, the content (mass%) of the fluoride ion (in terms of F) in the film was calculated.

이와 같이 하여 산출한 결과, 모든 실시예 및 비교예에 있어서, 피막 중의 불화물 이온의 함유량은 3질량% 이하였다.As a result of calculation in this way, in all of the Examples and Comparative Examples, the content of fluoride ions in the film was 3% by mass or less.

「아크릴 수지의 면적률」"Area ratio of acrylic resin"

각 표면 처리 강판의 표면에, 보호막으로서 탄소막을 증착하고, 또한 FIB(집속 이온 빔 가공 장치, SMI3050SE: 히타치 하이테크 사이언스사 제조)를 사용하여, 수 ㎛의 탄소막을 성막하였다. 그 후, FIB를 사용하여 가속 전압 30㎸(마무리 가공; 5㎸)로 마이크로샘플링을 실시하고, 이것을 박막화하여 피막 단면 시료로 하였다.A carbon film was vapor-deposited as a protective film on the surface of each surface-treated steel sheet, and a carbon film of several micrometers was formed into a film using FIB (focused ion beam processing apparatus, SMI3050SE: manufactured by Hitachi High-Tech Science). Thereafter, microsampling was performed using FIB at an acceleration voltage of 30 kV (finish processing; 5 kV), and this was made into a thin film to obtain a film cross-section sample.

각 피막 단면 시료를, EDS(에너지 분산형 X선 분광기)를 갖는 TEM 또는 SEM을 사용하여 관찰하고, 3개소씩 EDS 분석(원소 매핑)을 행하여 검출 원소 맵을 얻었다. 얻어진 검출 원소 맵을 100칸(10×10)으로 분할하고, 화상의 콘트라스트를 사용하여 C 성분과 그 이외의 원소에 대해 2치화하여, 피막 단면 시료의 각 영역에서의 C 성분의 면적률을 아크릴 수지의 면적률로서 산출하였다.Each film cross-section sample was observed using a TEM or SEM having an EDS (energy dispersive X-ray spectroscopy), and EDS analysis (element mapping) was performed at each of three locations to obtain a detection element map. The obtained detection element map was divided into 100 cells (10×10), and the C component and other elements were binarized using the contrast of the image, and the area ratio of the C component in each region of the film cross section It was calculated as the area ratio of the resin.

또한, 각 표면 처리 강판 상으로부터 산 처리에 의해 박리된 피막에 대해, 적외선 분광 분석과 열분해 GC-MS(가스 크로마토그래프-질량 분석계) 분석을 행하였다. 그리고 적외선 분광 분석에 의해 얻어진 피막의 적외 흡수 스펙트럼에 있어서의 수지 성분 유래의 관측 흡수의 귀속으로부터 해석한 결과와, 열분해 GC-MS의 분석 결과로부터, 피막 중의 C 성분이 아크릴 수지임을 확인하였다.In addition, infrared spectral analysis and pyrolysis GC-MS (gas chromatograph-mass spectrometry) analysis were performed on the film peeled off by acid treatment from each surface-treated steel sheet. And the result of analysis from the attribution of the observed absorption derived from the resin component in the infrared absorption spectrum of the film obtained by infrared spectroscopy, and the analysis result of pyrolysis GC-MS confirmed that the C component in the film was an acrylic resin.

산출한 아크릴 수지의 면적률은, 이하와 같이 평가하였다.The area ratio of the calculated acrylic resin was evaluated as follows.

<표면으로부터 막 두께 1/5의 두께까지의 영역(상부 영역 A)><Area from the surface to a thickness of 1/5 of the film thickness (upper region A)>

1: 0면적% 이상 80면적% 미만1: 0 area% or more and less than 80 area%

2: 80면적% 이상 90면적% 이하2: 80 area% or more and 90 area% or less

3: 90면적% 이상 100면적% 이하3: 90 area% or more and 100 area% or less

<막 두께 중심으로부터 표면측으로 막 두께 1/10의 두께까지의 영역과 막 두께 중심으로부터 도금층측으로 막 두께 1/10의 두께까지의 영역(중심 영역 C)><The area from the center of the film thickness to the surface side to a thickness of 1/10 and the area from the center of the film thickness to the thickness of the plating layer to the thickness of 1/10 (center area C)>

1: 0면적% 이상 5면적% 미만1: 0 area% or more and less than 5 area%

2: 5면적% 이상 50면적% 이하(10면적% 이상 40면적% 이하를 제외함)2: 5 area% or more and 50 area% or less (excluding 10 area% or more and 40 area% or less)

3: 10면적% 이상 40면적% 이하3: 10 area% or more and 40 area% or less

4: 50면적% 초과 100면적% 이하4: More than 50 area% and 100 area% or less

<도금층과의 계면으로부터 막 두께 1/5의 두께까지의 영역(하부 영역 B)><Area from the interface with the plating layer to a thickness of 1/5 of the film thickness (lower region B)>

1: 0면적% 이상 80면적% 미만1: 0 area% or more and less than 80 area%

2: 80면적% 이상 90면적% 이하2: 80 area% or more and 90 area% or less

3: 90면적% 이상 100면적% 이하3: 90 area% or more and 100 area% or less

<피막 단면 전체><Overall film cross section>

1: 0면적% 이상 20면적% 미만1: 0 area% or more and less than 20 area%

2: 20면적% 이상 60면적% 이하(30면적% 이상 50면적% 이하를 제외함)2: 20 area% or more and 60 area% or less (excluding 30 area% or more and 50 area% or less)

3: 30면적% 이상 50면적% 이하3: 30 area% or more and 50 area% or less

4: 60면적% 초과 100면적% 이하4: More than 60 area% and 100 area% or less

「내식성」「Corrosion resistance」

평판 시험편과, 높이 7㎜의 에릭센 가공을 실시한 에릭센 가공 시험편을 제작하였다. 각 시험편에 대해 JIS Z 2371에 준거하는 염수 분무 시험을 소정 시간까지 실시하였다. 내식성의 평가 기준을 이하에 나타낸다.A flat plate test piece and an Ericsson processed test piece having a height of 7 mm and subjected to the Ericsson processing were prepared. Each test piece was subjected to a salt spray test conforming to JIS Z 2371 until a predetermined time. The evaluation criteria for corrosion resistance are shown below.

평판 시험편(염수 분무 시험 240시간 후)Flat plate test piece (240 hours after salt spray test)

4: 5% 이하4: 5% or less

3: 백청 5% 초과 15% 이하3: White bluish more than 5% and 15% or less

2: 백청 15% 초과 30% 이하2: More than 15% white and 30% or less

1: 백청 30% 초과1: more than 30% white rust

에릭센 가공 시험편(염수 분무 시험 72시간 후)Eriksen processed test piece (72 hours after salt spray test)

4: 15% 이하4: 15% or less

3: 백청 15% 초과 30% 이하3: more than 15% white and less than 30%

2: 백청 30% 초과 50% 이하2: More than 30% white and less than 50%

1: 백청 50% 초과1: more than 50% white rust

「내 흑변성」「My black metamorphosis」

항온 항습 시험기를 사용하여, 70℃×RH85%의 분위기하에서 시험편을 144시간 정치한 후의 외관을 육안 관찰하였다. 내 흑변성의 평가 기준을 이하에 나타낸다.Using a constant temperature and humidity tester, the appearance after leaving the test piece to stand for 144 hours in an atmosphere of 70°C x RH85% was visually observed. The evaluation criteria for blackening resistance are shown below.

5: 전혀 변화없음5: No change at all

4: 거의 변화가 확인되지 않음4: Little change was observed

3: 끝에 약간 변색이 확인됨3: A slight discoloration is observed at the tip

2: 약간 변색이 확인됨2: Slight discoloration is observed

1: 분명한 변색이 확인됨1: obvious discoloration is confirmed

「접착제와의 접착성」「Adhesion with adhesive」

각종 접착제를 사용하여, 표면 처리 강판끼리의 접착성을 하기 (평가 방법 1) 및 (평가 방법 2)에 의해 실시하였다. 접착제를 이하에 나타낸다.Using various adhesives, the adhesion between the surface-treated steel sheets was performed by the following (evaluation method 1) and (evaluation method 2). The adhesive is shown below.

A: 에폭시계(고니시 제조, E2300J)A: Epoxy system (manufactured by Konishi, E2300J)

B: 아크릴계(덴끼 가가꾸 고교 제조, 하드록 8)B: Acrylic (Denki Chemical Co., Ltd., Hard Rock 8)

C: 실리콘계(도레이 다우코닝 제조, PV8303)C: Silicon (manufactured by Toray Dow Corning, PV8303)

D: 실리콘계(세메다인 제조, PM210)D: Silicon (manufactured by Semedine, PM210)

E: 실리콘계(세메다인 제조, 슈퍼 X No.8008)E: Silicone type (manufactured by Semedine, Super X No.8008)

F: 페놀계(세메다인 제조, 110)F: phenolic (manufactured by Semedine, 110)

G: 우레탄계(세메다인 제조, UM700)G: Urethane (made by Semedine, UM700)

H: 아세트산 비닐계(고니시 제조, CH18)H: vinyl acetate system (manufactured by Konishi, CH18)

I: 클로로프렌 고무계(세메다인 제조, 575F)I: Chloroprene rubber system (manufactured by Semedine, 575F)

(평가 방법 1)(Evaluation method 1)

표면 처리 강판으로 이루어지는 2매의 시험편(25±0.5㎜×100±0.5㎜×1.6㎜ 두께) 사이에 접착제를 도포하고, 접착 부분의 면적이 25±0.5㎜×12.5±0.5㎜인 랩 시어 시험체를 제작하였다. 접착제를 도포하고 나서 소정 시간 양생한 랩 시어 시험체에 대해, 이하에 나타내는 인장 전단 하중 및 응집 파괴율의 평가 기준에 의해 평가하였다.An adhesive was applied between two test pieces (25±0.5 mm×100±0.5 mm×1.6 mm thick) made of a surface-treated steel sheet, and a lab shear test body having an area of 25±0.5 mm×12.5±0.5 mm on the bonded portion was prepared. Was produced. About the lab shear test body which was cured for a predetermined time after applying the adhesive, it evaluated by the evaluation criteria of the tensile shear load and the cohesive failure rate shown below.

(평가 방법 2)(Evaluation method 2)

(평가 방법 1)에서 1차 접착성을 평가한 것과 동일한 시험체를, 온도 85℃, 습도 85%에서 소정 시간 경과한 후, 이하에 나타내는 인장 전단 하중 및 응집 파괴율의 평가 기준에 의해 평가하였다.The same test body as that for evaluating the primary adhesiveness in (Evaluation Method 1) was evaluated according to the evaluation criteria of the tensile shear load and cohesive failure rate shown below after a predetermined time elapsed at a temperature of 85°C and a humidity of 85%.

(인장 전단 하중의 평가 기준(기준 X))(Evaluation criteria for tensile shear load (Criteria X))

각 랩 시어 시험체에 대해, 인장 속도: 100㎜/min, 실온: 25℃에서 인장 전단 시험을 행하였다. 그리고, 각 랩 시어 시험체의 인장 전단 하중과, 무처리재(표면 처리 강판 대신에 피막을 형성하기 전의 양면에 도금층을 갖는 강판을 사용한 시험체)의 인장 전단 하중의 비(시험체의 인장 전단 하중/무처리재의 인장 전단 하중)를 산출하고, 평가하였다. 인장 전단 하중비의 평가 기준을 이하에 나타낸다.For each lab shear test body, a tensile shear test was performed at a tensile speed of 100 mm/min and a room temperature of 25°C. And, the ratio of the tensile shear load of each lap shear test body and the tensile shear load of the untreated material (a test body using a steel plate having a plating layer on both sides before forming a film instead of a surface-treated steel sheet) (tensile shear load of the test body/no The tensile shear load of the treated material) was calculated and evaluated. The evaluation criteria of the tensile shear load ratio are shown below.

4: 1.1 이상4: 1.1 or higher

3: 1.0 초과 내지 1.1 미만3: greater than 1.0 to less than 1.1

2: 1.0(무처리재와 동등)2: 1.0 (equivalent to untreated material)

1: 1.0 미만1: less than 1.0

(응집 파괴율의 평가 기준(기준 Y))(Evaluation criterion of aggregation destruction rate (standard Y))

응집 파괴율은, 인장 전단 시험 후의 각 랩 시어 시험체에 있어서의 접착제의 잔존 면적(응집 파괴율)을, 인장 전단 시험 후의 무처리재에 있어서의 응집 파괴율과 비교하여 평가하였다. 응집 파괴율의 평가 기준을 이하에 나타낸다.The cohesive failure rate was evaluated by comparing the residual area (cohesive failure rate) of the adhesive in each lab shear test body after the tensile shear test with the cohesive failure rate in the untreated material after the tensile shear test. The evaluation criteria of the cohesive failure rate are shown below.

4: 접착제의 잔존 면적이 무처리재와 비교하여, 명백하게 증가4: The residual area of the adhesive is clearly increased compared to the untreated material

3: 접착제의 잔존 면적이 무처리재와 비교하여, 증가3: The residual area of the adhesive is increased compared to the untreated material

2: 접착제의 잔존 면적이 무처리재와 동등2: The remaining area of the adhesive is equal to that of the untreated material

1: 접착제의 잔존 면적이 무처리재와 비교하여, 저하1: The remaining area of the adhesive is lower than that of the untreated material

「상도층과의 밀착성」「Adhesion with the upper layer」

시험판에 대해 하기 조건에서 도장을 실시하고, 도막 밀착성 시험을 행하였다. 그 결과를 표 6, 표 7에 나타낸다.The test plate was coated under the following conditions, and a coating film adhesion test was performed. The results are shown in Tables 6 and 7.

(도장 조건)(Painting conditions)

도장 조건 도료: 간사이 페인트(주)사 제조 아밀락 #1000(등록상표)(백색 도료)Painting conditions Paint: Kansai Paint Co., Ltd. Amylac #1000 (registered trademark) (white paint)

도장법: 바 코팅법Coating method: Bar coating method

베이킹 건조 조건: 140℃, 20분간Baking drying conditions: 140℃, 20 minutes

도막 두께: 25㎛Coating thickness: 25㎛

평가 방법은, 이하와 같다.The evaluation method is as follows.

(도막 밀착성 시험)(Coating film adhesion test)

시험판을 비등수에 2시간 침지하고, 하루 밤낮 방치 후, 한 변이 1㎜인 정사각형, 100개의 바둑판 눈을 NT 커터로 절단하고, 점착 테이프에 의한 박리 테스트를 행하여, 도막 박리 개수로 평가하였다. 평가 기준을 이하에 나타낸다.The test plate was immersed in boiling water for 2 hours and allowed to stand for one day and night, and then, a square, 100 checkerboard eyes having one side of 1 mm were cut with an NT cutter, and a peel test with an adhesive tape was performed, and the number of peeling of the coating film was evaluated. The evaluation criteria are shown below.

4: 박리 개수가 1개 미만4: The number of peelings is less than 1

3: 박리 개수가 1개 이상, 10개 미만3: The number of peelings is 1 or more and less than 10

2: 박리 개수가 10개 이상, 50개 미만2: The number of peelings is 10 or more and less than 50

1: 박리 개수가 50개 이상1: The number of peelings is 50 or more

Figure 112018062577280-pct00007
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표 6 내지 표 10에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예인 실시예 1 내지 68에 관한 표면 처리 강판은 모두, 충분한 내식성, 내 흑변성을 갖고, 접착제와의 접착성이 양호하였다.As shown in Tables 6 to 10, all of the surface-treated steel sheets according to Examples 1 to 68, which are examples of the present invention, had sufficient corrosion resistance and blackening resistance, and good adhesion to adhesives.

이에 비해, 표 6 내지 표 10에 나타낸 바와 같이, 아크릴 수지와 지르코늄과 바나듐과 인과 코발트 중, 어느 것을 포함하지 않는 피막을 갖는 비교예 1 내지 비교예 5에 관한 표면 처리 강판에서는, 상부 영역 A의 아크릴 수지의 면적률이 80면적% 미만이었다. 이 때문에, 비교예 1 내지 비교예 7에서는, 접착제와의 접착성이 불충분하였다. 특히, 비교예 2에서는, 피막이 아크릴 수지 성분을 포함하지 않기 때문에, 표면 구조에 있어서의 크랙이 현저하게 발생하여 밀착성이 불량하였다.In contrast, as shown in Tables 6 to 10, in the surface-treated steel sheets according to Comparative Examples 1 to 5 having a film not containing any of acrylic resin, zirconium, vanadium, phosphorus and cobalt, the upper region A The area ratio of the acrylic resin was less than 80 area%. For this reason, in Comparative Examples 1 to 7, adhesion to the adhesive was insufficient. In particular, in Comparative Example 2, since the film did not contain an acrylic resin component, cracks in the surface structure were remarkably generated, and the adhesion was poor.

또한, 코발트를 포함하지 않는 피막을 갖는 비교예 5에서는, 내 흑변성이 불충분하였다.Further, in Comparative Example 5 having a film containing no cobalt, the blackening resistance was insufficient.

또한, 표면 처리 약제를 도포하고 0.5초 미만의 유지 후 가열을 행한 비교예 6에 관한 표면 처리 강판에 있어서는, 상부 영역 A의 아크릴 수지의 면적률이 80면적% 미만이고, 표면 구조에 있어서의 크랙 억제가 불충분하기 때문에, 상도층과의 밀착성 및 접착제와의 접착성이 불충분하였다. 또한, 강판 돌입 온도를 5℃ 미만으로 한 비교예 6에 관한 표면 처리 강판에서도, 상부 영역 A의 아크릴 수지의 면적률이 80면적% 미만이고, 표면 구조에 있어서의 크랙 억제가 불충분하기 때문에, 상도층과의 밀착성 및 접착제와의 접착성이 불충분하였다.In addition, in the surface-treated steel sheet according to Comparative Example 6, in which the surface treatment agent was applied and maintained for less than 0.5 seconds and then heated, the area ratio of the acrylic resin in the upper region A was less than 80 area%, and cracks in the surface structure. Since the suppression was insufficient, the adhesion to the top coat layer and the adhesion to the adhesive were insufficient. In addition, even in the surface-treated steel sheet according to Comparative Example 6 in which the steel sheet intrusion temperature was less than 5°C, the area ratio of the acrylic resin in the upper region A was less than 80 area%, and the crack suppression in the surface structure was insufficient. The adhesion to the layer and the adhesion to the adhesive were insufficient.

각 실시예 및 비교예의 표면 처리 강판의 단면을, 전계 방사형 투과 전자 현미경(FE-TEM)(니혼 덴시사 제조)을 사용하여 관찰하였다.The cross section of the surface-treated steel sheet of each Example and Comparative Example was observed using a field emission transmission electron microscope (FE-TEM) (manufactured by Nippon Denshi Corporation).

도 4는, 실시예 42에 관한 표면 처리 강판의 단면의 TEM 이미지이다.4 is a TEM image of a cross section of a surface-treated steel sheet according to Example 42.

도 4에 나타낸 실시예 42에 관한 표면 처리 강판의 단면의 TEM 이미지에서는, 표면에, 복수의 입자상의 백색 부분(아크릴 수지)과, 회색의 인히비터 상으로 이루어지는 피막이 관찰되고, 최상면 및 최하면의 아크릴 수지의 농도가, 피막 전체의 아크릴 수지의 농도보다 고농도로 되어 있다.In the TEM image of the cross section of the surface-treated steel sheet according to Example 42 shown in FIG. 4, a coating made of a plurality of particulate white portions (acrylic resin) and a gray inhibitor phase was observed on the surface, and the uppermost and lowermost surfaces were observed. The concentration of the acrylic resin is higher than that of the acrylic resin in the entire film.

실시예 42에 관한 표면 처리 강판에서는, 상부 영역 A의 아크릴 수지의 면적률이 80면적% 이상이고, 하부 영역 B의 아크릴 수지의 면적률이 90면적% 이상이고, 중심 영역 C의 아크릴 수지의 면적률이 5면적% 이상 50면적% 이하였다.In the surface-treated steel sheet according to Example 42, the area ratio of the acrylic resin in the upper area A is 80 area% or more, the area rate of the acrylic resin in the lower area B is 90 area% or more, and the area of the acrylic resin in the center area C The ratio was 5 area% or more and 50 area% or less.

또한, 실시예 42에 관한 표면 처리 강판의 단면의 확대 TEM 이미지를 도 17에, 실시예 42에 관한 표면 처리 강판의 표면의 SEM 이미지를 도 18에 나타낸다. 도 17에 나타낸 바와 같이, 중심 영역 C를 포함하는 상부 영역 A로부터 하부 영역 B에 걸친 두께 방향의 범위에 있어서, 아크릴 수지가 기둥 형상으로 연결된 아크릴 수지의 브리지 부분이 관찰된다(도면 중, 화살표 부분 참조). 이러한 브리지 부분은, 도 18 중 화살표로 표시된 돌기와 돌기 사이의 골부에 대응한다. 이러한 피막(3) 중에 아크릴 수지가 기둥과 같이 응집되어 표면의 돌기(35)와 돌기(35)의 골 사이의 부분을 지지하는 브리지 부분에 의해, 크랙 발생의 억제, 접착제와의 접착성, 상도층과의 밀착성이 향상된 것이라고 생각된다.Further, an enlarged TEM image of the cross section of the surface-treated steel sheet according to Example 42 is shown in Fig. 17, and Fig. 18 is a SEM image of the surface of the surface-treated steel sheet according to Example 42. As shown in Fig. 17, in the range in the thickness direction from the upper region A including the central region C to the lower region B, the bridge portion of the acrylic resin to which the acrylic resin is connected in a column shape is observed (in the drawing, the arrow portion Reference). These bridge portions correspond to the protrusions indicated by arrows in Fig. 18 and the valleys between the protrusions. In the film 3, the acrylic resin is agglomerated like a column, and the bridge portion that supports the portion between the protrusions 35 and the valleys of the protrusions 35 on the surface suppresses the occurrence of cracks, the adhesion to the adhesive, and the top coat. It is thought that the adhesion to the layer was improved.

도 5는, 실시예 41에 관한 표면 처리 강판의 단면의 TEM 이미지이다.5 is a TEM image of a cross section of a surface-treated steel sheet according to Example 41.

도 5에 나타낸 실시예 41에 관한 표면 처리 강판의 단면의 TEM 이미지에서는, 표면에, 복수의 입자상의 백색 부분(아크릴 수지)과, 회색의 인히비터 상으로 이루어지는 피막이 관찰되고, 최상면의 아크릴 수지의 농도가, 피막 전체의 아크릴 수지의 농도보다 고농도로 되어 있다.In the TEM image of the cross section of the surface-treated steel sheet according to Example 41 shown in FIG. 5, a coating formed of a plurality of particulate white portions (acrylic resin) and a gray inhibitor phase was observed on the surface, and the uppermost acrylic resin was observed. The concentration is higher than that of the acrylic resin in the entire film.

실시예 41에 관한 표면 처리 강판에서는, 상부 영역 A의 아크릴 수지의 면적률이 80면적% 이상이고, 하부 영역 B의 아크릴 수지의 면적률이 80면적% 미만이고, 중심 영역 C의 아크릴 수지의 면적률이 5면적% 이상 50면적% 이하였다.In the surface-treated steel sheet according to Example 41, the area ratio of the acrylic resin in the upper area A is 80 area% or more, the area rate of the acrylic resin in the lower area B is less than 80 area%, and the area of the acrylic resin in the center area C The ratio was 5 area% or more and 50 area% or less.

도 6은, 실시예 3에 관한 표면 처리 강판의 단면의 TEM 이미지이다.6 is a TEM image of a cross section of a surface-treated steel sheet according to Example 3. FIG.

도 6에 나타낸 실시예 3에 관한 표면 처리 강판의 단면의 TEM 이미지에서는, 표면에, 복수의 입자상의 백색 부분(아크릴 수지)과, 회색의 인히비터 상으로 이루어지는 피막이 관찰되고, 최상면의 아크릴 수지의 농도가, 피막 전체의 아크릴 수지의 농도보다 고농도로 되어 있다.In the TEM image of the cross section of the surface-treated steel sheet according to Example 3 shown in Fig. 6, a film made of a plurality of particulate white portions (acrylic resin) and a gray inhibitor phase was observed on the surface, and the uppermost acrylic resin was observed. The concentration is higher than that of the acrylic resin in the entire film.

실시예 3에 관한 표면 처리 강판에서는, 상부 영역 A의 아크릴 수지의 면적률이 80면적% 이상이고, 하부 영역 B의 아크릴 수지의 면적률이 80면적% 미만이고, 중심 영역 C의 아크릴 수지의 면적률이 5면적% 이상 50면적% 이하였다.In the surface-treated steel sheet according to Example 3, the area ratio of the acrylic resin in the upper area A is 80 area% or more, the area rate of the acrylic resin in the lower area B is less than 80 area%, and the area of the acrylic resin in the center area C The ratio was 5 area% or more and 50 area% or less.

3. 표면 처리 강판의 제조3. Manufacturing of surface-treated steel sheet

다음으로, 표면 처리 강판의 표면 상태를 관찰하기 위해, 이하와 같이 하여 표면 처리 강판을 제조하고, 평가하였다. 먼저, 상기한 양면에 도금층을 갖는 강판을, 하기 (4)에 나타내는 방법에 의해 탈지하였다. 그 후, 탈지한 양면에 도금층을 갖는 강판의 양면에, 하기 (5)에 나타내는 방법에 의해 상기한 수계 표면 처리 약제를 도포하여 도막을 형성하고, (6)에 나타내는 방법에 의해 도막을 건조시켜, 각 실시예 및 비교예에 관한 표면 처리 강판을 얻었다.Next, in order to observe the surface state of the surface-treated steel sheet, a surface-treated steel sheet was produced and evaluated as follows. First, a steel sheet having a plating layer on both sides described above was degreased by the method shown in (4) below. Thereafter, on both surfaces of a steel sheet having a plating layer on both sides of the degreased surface, the above water-based surface treatment agent was applied by the method shown in (5) to form a coating film, and the coating film was dried by the method shown in (6). , To obtain a surface-treated steel sheet according to each Example and Comparative Example.

(4) 탈지(4) degreasing

탈지제(니혼 파커라이징(주) 제조 알칼리 탈지제, 상품명: 파인클리너 E6406)를 사용하여, 상기한 양면에 도금층을 갖는 강판을 탈지(20g/L 건욕, 60℃, 10초 스프레이, 스프레이압 50㎪)하였다. 그 후, 스프레이를 사용하여 10초간 수세를 행하였다.Using a degreasing agent (an alkali degreasing agent manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd., brand name: Fine Cleaner E6406), the steel sheet having a plating layer on both sides was degreased (20 g/L dry bath, 60° C., spray for 10 seconds, spray pressure 50 kPa). . Then, it washed with water for 10 seconds using a spray.

(5) 수계 표면 처리 약제의 도포(5) Application of water-based surface treatment agents

탈지한 양면에 도금층을 갖는 강판의 양면에, 롤 코터를 사용하여 표 3에 나타내는 수계 표면 처리 약제를 도포함으로써 도막을 형성하였다. 수계 표면 처리 약제는, 표 11, 표 12에 나타내는 Zr 부착량으로 되도록 수계 표면 처리 약제의 농도 및 도포량을 조정하여 도포하였다. 또한, 도포 시에 있어서의 수계 표면 처리 약제 자체의 온도를, 표 11, 12에 나타내는 바와 같이 조정하였다. 또한, 각 예에 있어서, 수계 표면 처리 약제 자체의 도포량은, 0.3 내지 2g/㎡였다.A coating film was formed by applying a water-based surface treatment agent shown in Table 3 to both surfaces of a steel sheet having a plating layer on both sides of the degreased sheet using a roll coater. The aqueous surface treatment agent was applied by adjusting the concentration and application amount of the aqueous surface treatment agent so that the Zr adhesion amount shown in Tables 11 and 12 might be obtained. In addition, the temperature of the water-based surface treatment agent itself at the time of application was adjusted as shown in Tables 11 and 12. In addition, in each example, the application amount of the water-based surface treatment agent itself was 0.3 to 2 g/m 2.

또한, 강판 돌입 온도가 100℃인 경우, 수계 표면 처리제의 수분의 증발이 급격하게 일어난 결과, 기포상의 작은 팽창이나 구멍이 발생하는 현상(이른바 포밍 현상)이 일어나, 외관 불량을 발생하였다. 따라서, 고품질의 피막층을 갖는 표면 처리 강판을 적절하게 제조하지 못했다. 따라서, 강판 돌입 온도는, 바람직하게는 80℃ 이하라고 할 수 있다.In addition, when the rush temperature of the steel sheet is 100° C., as a result of rapid evaporation of moisture from the aqueous surface treatment agent, small expansion or pores in the form of bubbles (so-called forming phenomenon) occur, resulting in poor appearance. Therefore, a surface-treated steel sheet having a high-quality coating layer could not be properly manufactured. Therefore, it can be said that the steel plate rush temperature is preferably 80°C or less.

또한, 이때, 강판이 롤 코터에 돌입할 때의 강판 온도(강판 돌입 온도)가 표 11, 표 12에 나타내는 온도로 되도록 강판을 가온하였다. 도막 유지 시간은, 롤 코터로부터 가열로까지의 강판의 반송 속도를 제어함으로써 조정하였다. 또한, 이때, 각 예에 있어서의 수계 표면 처리 약제의 25℃에서 점도는, 1.5 내지 2mPa·s의 범위 내였다.In addition, at this time, the steel sheet was heated so that the steel sheet temperature (steel sheet rush temperature) when the steel sheet rushes into the roll coater became the temperature shown in Tables 11 and 12. The coating film holding time was adjusted by controlling the conveyance speed of the steel sheet from the roll coater to the heating furnace. In addition, at this time, the viscosity at 25°C of the aqueous surface treatment agent in each example was in the range of 1.5 to 2 mPa·s.

(6) 도막의 건조(6) Drying of the coating film

도금층 상에 도막이 형성된 강판을, 유도 가열(IH) 장치를 사용하여, 최고 도달 판온(PMT) 150℃에서 가열하여, 도금층 상에 형성된 도막을 건조시켰다.The steel sheet on which the coating film was formed on the plating layer was heated at 150° C. of the highest plate temperature (PMT) using an induction heating (IH) device to dry the coating film formed on the plating layer.

Figure 112018062577280-pct00012
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Figure 112018062577280-pct00013
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4. 평가4. Evaluation

이와 같이 하여 얻어진 실시예 및 비교예의 표면 처리 강판에 대해, 상술한 「2. 평가」의 각 항목을 조사하였다. 또한, 이하의 각 항목을 평가하였다. 그 결과를 표 13 내지 표 15에 나타낸다. 또한, 「접착제와의 접착성」의 평가에 대해서는, 상기 A에 나타낸 접착제에 대해서, 대표적으로 평가를 행하였다.For the surface-treated steel sheets of Examples and Comparative Examples thus obtained, the above-described "2. Each item of "evaluation" was investigated. In addition, each of the following items was evaluated. The results are shown in Tables 13 to 15. In addition, about the evaluation of "adhesiveness with an adhesive", about the adhesive shown in said A, evaluation was performed typically.

「피막 표면의 돌기의 길이」「The length of the protrusion on the surface of the film」

전계 방사형 주사 전자 현미경(FE-SEM)(히다치 세이사꾸쇼사 제조)을 사용하여, 실시예 112의 표면 처리 강판의 표면을 5000배의 배율로 관찰하고, 도 7에 나타낸 화상을 얻었다. 얻어진 직사각형(긴 변 약 13㎛, 짧은 변 약 9.5㎛)의 화상 위에, 화상의 대각선과, 대각선의 교점을 지나 긴 변과 평행한 직선으로 이루어지는 3개의 가상 직선을 그었다. 그리고 가상 직선이 가로지른 모든 돌기에 대해, 각각 돌기 위를 가로지른 가상 직선의 길이를 측정하고, 그 평균값을 산출하여, 돌기의 길이로 하였다. 또한, 돌기의 길이를 산출하기 위해 측정한 모든 돌기의 길이 중 최솟값과 최댓값을 조사하였다.Using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) (manufactured by Hitachi Seisakusho), the surface of the surface-treated steel sheet of Example 112 was observed at a magnification of 5000 times, and the image shown in FIG. 7 was obtained. On the obtained rectangular image (long side about 13 µm, short side about 9.5 µm), three imaginary straight lines consisting of a diagonal line of the image and a straight line parallel to the long side through the intersection of the diagonal lines were drawn. And with respect to all the protrusions which the virtual straight line traversed, the length of the virtual straight line traversing each protrusion was measured, the average value was calculated, and it was set as the length of the protrusion. In addition, the minimum and maximum values among the lengths of all the projections measured to calculate the length of the projection were investigated.

그 결과, 실시예 112의 돌기의 길이는 0.87㎛, 상기한 최솟값은 0.15㎛, 상기한 최댓값은 1.62㎛였다.As a result, the length of the protrusion of Example 112 was 0.87 µm, the minimum value described above was 0.15 µm, and the maximum value described above was 1.62 µm.

또한, 실시예 112의 표면 처리 강판과 마찬가지로 하여, 실시예 109의 표면 처리 강판의 표면을 관찰하고, 도 8에 나타낸 화상을 얻었다. 얻어진 화상을 사용하여 실시예 112와 마찬가지로 하여 돌기의 길이와, 돌기의 길이를 산출하기 위해 측정한 모든 돌기의 길이 중 최솟값과 최댓값을 조사하였다.Further, in the same manner as the surface-treated steel sheet of Example 112, the surface of the surface-treated steel sheet of Example 109 was observed, and an image shown in FIG. 8 was obtained. Using the obtained image, in the same manner as in Example 112, the length of the projection and the minimum and maximum values of the lengths of all the projections measured to calculate the length of the projection were examined.

그 결과, 실시예 109의 돌기의 길이는 0.35㎛, 상기한 최솟값은 0.15㎛, 상기한 최댓값은 0.92㎛였다.As a result, the length of the protrusion of Example 109 was 0.35 µm, the minimum value was 0.15 µm, and the maximum value was 0.92 µm.

실시예 109와 실시예 112를 제외한 모든 실시예 및 비교예에 있어서도, 실시예 112의 표면 처리 강판과 마찬가지로 하여, 표면 처리 강판의 표면을 관찰하고, 얻어진 화상을 사용하여 실시예 112와 마찬가지로 하여 돌기의 길이와, 돌기의 길이를 산출하기 위해 측정한 모든 돌기의 길이 중 최솟값과 최댓값을 조사하였다. 그 결과를 표 13 내지 표 15에 나타낸다.In all Examples and Comparative Examples except Example 109 and Example 112, in the same manner as in the surface-treated steel sheet of Example 112, the surface of the surface-treated steel sheet was observed, and using the obtained image, the projections were carried out in the same manner as in Example 112. The minimum and maximum values were investigated among the lengths of and the lengths of all the projections measured to calculate the length of the projections. The results are shown in Tables 13 to 15.

「피막 표면의 돌기의 조도」「Roughness of projections on the surface of the film」

한 변이 1㎛인 직사각형 영역에 있어서의 표면의 산술 평균 조도(Ra), 조도 곡선의 최대 단면 높이(Rt), 제곱 평균 평방근 조도(Rq)를 각각 원자간력 현미경(AFM)(Digital Inst.사 제조)을 사용하여 측정하였다. 그 결과를 표 13 내지 표 15에 나타낸다.The arithmetic mean roughness (Ra), the maximum cross-sectional height of the roughness curve (Rt), and the root mean square roughness (Rq) of the surface in a rectangular region with a side of 1 μm were measured under atomic force microscope (AFM) (Digital Inst. Manufacturing) was used. The results are shown in Tables 13 to 15.

「피막 중의 지르코늄 분포」"Zirconium distribution in the film"

EPMA(전자선 마이크로 애널라이저)를 사용하여, 피막을 표면으로부터 분석하는 방법에 의해, 피막 중의 「인접하는 돌기끼리의 사이의 영역」 및 「돌기가 형성되어 있는 영역」에 있어서의 지르코늄의 농도를 구하고, 이하의 기준에 의해 평가하였다. 그 결과를 표 13 내지 표 15에 나타낸다.By using an EPMA (electron beam microanalyzer) to analyze the film from the surface, the concentration of zirconium in the ``area between adjacent protrusions'' and ``area in which protrusions are formed'' in the film is obtained, It evaluated according to the following criteria. The results are shown in Tables 13 to 15.

Y: 인접하는 돌기끼리의 사이의 영역에 있어서의 지르코늄의 농도가, 돌기가 형성되어 있는 영역의 지르코늄의 농도 미만이다.Y: The concentration of zirconium in the region between adjacent projections is less than the concentration of zirconium in the region in which the projections are formed.

N: 인접하는 돌기끼리의 사이의 영역에 있어서의 지르코늄의 농도가, 돌기가 형성되어 있는 영역의 지르코늄의 농도 이상이다.N: The concentration of zirconium in the region between adjacent projections is equal to or greater than the concentration of zirconium in the region in which the projections are formed.

「인접하는 돌기끼리의 사이의 성분」``Components between adjacent projections''

피막의 표면을, EPMA(전자선 마이크로 애널라이저)를 사용하여 분석하고, 상기 분석에 의해 검출된 탄소 성분의 분포를 아크릴 수지의 분포라고 간주하고, 이하의 기준에 의해 평가하였다. 그 결과를 표 13 내지 표 15에 나타낸다.The surface of the film was analyzed using EPMA (electron beam microanalyzer), and the distribution of the carbon component detected by the above analysis was regarded as the distribution of the acrylic resin, and evaluated according to the following criteria. The results are shown in Tables 13 to 15.

Y: 인접하는 돌기끼리의 사이의 영역에 있어서의 탄소 성분의 농도가, 돌기가 형성되어 있는 영역의 탄소 성분의 농도를 초과한다.Y: The concentration of the carbon component in the region between the adjacent projections exceeds the concentration of the carbon component in the region in which the projections are formed.

N: 인접하는 돌기끼리의 사이의 영역에 있어서의 탄소 성분의 농도가, 돌기가 형성되어 있는 영역의 탄소 성분의 농도 이하이다.N: The concentration of the carbon component in the region between adjacent projections is equal to or less than the concentration of the carbon component in the region in which the projections are formed.

또한, 각 표면 처리 강판 상으로부터 산 처리에 의해 박리된 피막에 대해, 적외선 분광 분석과 열분해 GC-MS(가스 크로마토그래프-질량 분석계) 분석을 행하고, 적외선 분광 분석에 의해 얻어진 피막의 적외 흡수 스펙트럼에 있어서의 수지 성분 유래의 관측 흡수의 귀속으로부터 해석한 결과와, 열분해 GC-MS의 분석 결과로부터, 각 피막 중의 탄소 성분이 아크릴 수지에서 유래됨을 확인하였다.In addition, infrared spectral analysis and pyrolysis GC-MS (gas chromatograph-mass spectrometry) analysis were performed on the film peeled off by acid treatment from each surface-treated steel sheet, and the infrared absorption spectrum of the film obtained by infrared spectral analysis was analyzed. From the results of analysis from the attribution of the observed absorption derived from the resin component and the analysis results of pyrolysis GC-MS, it was confirmed that the carbon component in each film was derived from an acrylic resin.

Figure 112018062577280-pct00014
Figure 112018062577280-pct00014

Figure 112018062577280-pct00015
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Figure 112018062577280-pct00016
Figure 112018062577280-pct00016

표 13 내지 표 15에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예인 실시예 68 내지 133에 관한 표면 처리 강판은 모두, 내식성, 접착제와의 접착성 및 상도층과의 밀착성이 양호하였다.As shown in Tables 13 to 15, all of the surface-treated steel sheets according to Examples 68 to 133, which are examples of the present invention, had good corrosion resistance, adhesion to adhesives, and adhesion to top coat layers.

이에 비해, 표 13 내지 표 15에 나타낸 바와 같이, 아크릴 수지와 지르코늄과 바나듐과 인과 코발트 중, 어느 것을 포함하지 않는 피막을 갖는 비교예 8 내지 비교예 13에 관한 표면 처리 강판에서는, 내식성 또는 접착제와의 접착성이 불충분하였다.In contrast, as shown in Tables 13 to 15, in the surface-treated steel sheets according to Comparative Examples 8 to 13 having a film not containing any of acrylic resin, zirconium, vanadium, phosphorus and cobalt, corrosion resistance or adhesive and The adhesiveness of was insufficient.

실시예 69 내지 133에 대해, 피막의 단면에 있어서의 표면으로부터 막 두께 1/5의 두께까지의 영역(상부 영역 A)에 있어서, 아크릴 수지의 면적률이 80 내지 100면적%이고, 막 두께 중심으로부터 상기 표면측으로 막 두께 1/10의 두께까지의 영역(상측 중심 영역 C1)과 상기 막 두께 중심으로부터 상기 도금층측으로 막 두께 1/10의 두께까지의 영역(하측 중심 영역 C2)으로 이루어지는 영역(중심 영역 C)에 있어서, 아크릴 수지의 면적률이 5 내지 50면적%임을 확인하였다. 또한, 피막의 표면에는, 평면으로 보아 부정형이고 섬 형상인 돌기가 복수 밀집되어 형성되어 있고, 크랙은 억제되어 있었다.For Examples 69 to 133, in the region from the surface in the cross section of the film to the thickness of 1/5 of the film thickness (upper region A), the area ratio of the acrylic resin is 80 to 100 area%, and the film thickness center A region (center area C2) consisting of a region from the surface side to a thickness of 1/10 a film thickness (upper center region C1) and a region from the film thickness center to the plating layer side to a thickness of 1/10 (lower center region C2) In region C), it was confirmed that the area ratio of the acrylic resin was 5 to 50 area%. Further, on the surface of the film, a plurality of irregular and island-like projections in plan view were densely formed, and cracks were suppressed.

아크릴 수지와 지르코늄과 바나듐과 인과 코발트 중, 어느 것을 포함하지 않는 피막을 갖는 비교예 8 내지 비교예 12에 관한 표면 처리 강판에서는, 상부 영역 A의 아크릴 수지의 면적률이 80면적% 미만이었다. 이 때문에, 비교예 8 내지 비교예 12에서는, 접착제와의 접착성이 불충분하였다. 특히, 비교예 9는 아크릴 수지 성분을 포함하지 않기 때문에, 표면 구조에 있어서의 크랙이 현저하게 발생하여 밀착성이 불량하였다. 또한, 코발트를 포함하지 않는 피막을 갖는 비교예 12에서는, 내 흑변성이 불충분하였다.In the surface-treated steel sheets according to Comparative Examples 8 to 12 having a film not containing any of acrylic resin, zirconium, vanadium, phosphorus, and cobalt, the area ratio of the acrylic resin in the upper region A was less than 80% by area. For this reason, in Comparative Examples 8 to 12, adhesion to the adhesive was insufficient. In particular, since Comparative Example 9 did not contain an acrylic resin component, cracks in the surface structure were remarkably generated and adhesion was poor. Further, in Comparative Example 12 having a coating containing no cobalt, the blackening resistance was insufficient.

또한, 강판 돌입 온도를 5℃ 미만으로 한 비교예 13에 관한 표면 처리 강판에서는, 상부 영역 A의 아크릴 수지의 면적률이 80면적% 미만이고, 표면 구조에 있어서의 크랙 억제가 불충분하기 때문에, 상도층과의 밀착성 및 접착제와의 접착성이 불충분하였다.In addition, in the surface-treated steel sheet according to Comparative Example 13 in which the steel sheet intrusion temperature was less than 5°C, the area ratio of the acrylic resin in the upper region A was less than 80 area%, and the crack suppression in the surface structure was insufficient. The adhesion to the layer and the adhesion to the adhesive were insufficient.

도 9는 실시예 70에 관한 표면 처리 강판의 표면의 SEM 이미지이고, 도 10은 AFM 이미지이다. 도 11은 실시예 111에 관한 표면 처리 강판의 표면의 SEM 이미지이고, 도 12는 AFM 이미지이다.9 is an SEM image of the surface of a surface-treated steel sheet according to Example 70, and FIG. 10 is an AFM image. 11 is an SEM image of the surface of a surface-treated steel sheet according to Example 111, and FIG. 12 is an AFM image.

도 9 내지 도 12에 나타낸 바와 같이, 실시예 70, 실시예 111의 표면 처리 강판에 있어서의 피막의 표면에는, 평면으로 보아 부정형이고 섬 형상인 돌기가 복수 밀집되어 형성되어 있었다.As shown in Figs. 9 to 12, on the surface of the film in the surface-treated steel sheets of Examples 70 and 111, a plurality of irregular and island-shaped projections in plan view were formed in a dense manner.

도 13은 비교예 9의 SEM 이미지이고, 도 14는 AFM 이미지이다. 비교예 9의 피막은, 아크릴 수지를 포함하지 않는다. 이 때문에, 도 13 및 도 14에 나타낸 바와 같이, 비교예 9의 표면 처리 강판에 있어서의 피막의 표면에는, 평면으로 보아 부정형이고 섬 형상인 돌기가 형성되어 있지 않았다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 비교예 9의 표면 처리 강판에 있어서의 피막의 표면에는, 도금층에 도달하는 균열(크랙)이 존재하고 있었다.13 is an SEM image of Comparative Example 9, and FIG. 14 is an AFM image. The film of Comparative Example 9 does not contain an acrylic resin. For this reason, as shown in Figs. 13 and 14, on the surface of the film in the surface-treated steel sheet of Comparative Example 9, irregular and island-like projections were not formed in plan view. As shown in FIG. 13, cracks (cracks) reaching the plating layer existed on the surface of the film in the surface-treated steel sheet of Comparative Example 9.

도 15는 비교예 8에 관한 표면 처리 강판의 SEM 이미지이고, 도 16은 AFM 이미지이다. 비교예 8에 관한 표면 처리 강판의 피막은, 지르코늄을 포함하지 않는다. 이 때문에, 도 15 및 도 16에 나타낸 바와 같이, 비교예 8에 관한 표면 처리 강판에 있어서의 피막의 표면에는, 평면으로 보아 부정형이고 섬 형상인 돌기가 형성되어 있지 않았다.15 is an SEM image of a surface-treated steel sheet according to Comparative Example 8, and FIG. 16 is an AFM image. The coating of the surface-treated steel sheet according to Comparative Example 8 does not contain zirconium. For this reason, as shown in Figs. 15 and 16, on the surface of the film in the surface-treated steel sheet according to Comparative Example 8, irregular and island-like projections were not formed in plan view.

이상, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상술한 형태에 한정되지 않는다. 즉, 청구범위에 기재된 발명의 범위 내에서 당업자가 상도할 수 있는 다른 형태 또는 각종 변경예에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited to the above-described embodiments. That is, it is understood that other forms or various modifications that can be conceived by those skilled in the art within the scope of the invention described in the claims are also within the technical scope of the present invention.

1 : 강판
2 : 도금층
3, 3a : 피막
10, 20 : 표면 처리 강판
31 : 아크릴 수지
32 : 인히비터 상
33 : 표면
34 : 계면
35 : 돌기
L : 가상 직선
1: steel plate
2: plating layer
3, 3a: film
10, 20: surface-treated steel plate
31: acrylic resin
32: Inhibitor Award
33: surface
34: interface
35: protrusion
L: virtual straight line

Claims (13)

강판과, 상기 강판 상에 형성된 아연을 포함하는 도금층과, 상기 도금층 상에 형성된 피막을 갖고,
상기 피막은, 아크릴 수지와 지르코늄과 바나듐과 인과 코발트를 포함하고,
상기 피막의 단면에 있어서의 표면으로부터 막 두께 1/5의 두께까지의 영역에서, 상기 아크릴 수지의 면적률이 80 내지 100면적%이고,
상기 피막의 막 두께 중심으로부터 상기 표면 측으로 막 두께 1/10의 두께까지의 영역과 상기 막 두께 중심으로부터 상기 도금층 측으로 막 두께 1/10의 두께까지의 영역으로 이루어지는 영역에서, 상기 아크릴 수지의 면적률이 5 내지 50면적%인 표면 처리 강판.
It has a steel plate, a plated layer containing zinc formed on the steel plate, and a film formed on the plated layer,
The film contains acrylic resin, zirconium, vanadium, phosphorus and cobalt,
In a region from the surface in the cross section of the film to a thickness of 1/5 of the film thickness, the area ratio of the acrylic resin is 80 to 100 area%,
The area ratio of the acrylic resin in a region consisting of a region from the center of the film thickness of the film to a thickness of 1/10 to the surface side and a region from the center of the film thickness to a thickness of 1/10 to the plating layer side Surface-treated steel sheet having 5 to 50% by area.
제1항에 있어서,
상기 피막의 상기 표면에는, 평면으로 보아 섬 형상의 돌기가 복수 존재하고,
평면으로 보아, 상기 피막의 상기 표면 상에 있어서의 임의의 위치에, 길이 10㎛ 이상이고 임의의 방향으로 연장되는 3개 이상의 가상 직선을 그었을 때, 상기 가상 직선이 상기 돌기를 가로지른 부분인 복수 선분의 길이의 평균값을, 상기 돌기의 길이라고 정의한 경우, 상기 돌기의 길이는, 0.1 내지 5.0㎛인 표면 처리 강판.
The method of claim 1,
On the surface of the film, there are a plurality of island-like projections in plan view,
In plan view, when three or more imaginary straight lines having a length of 10 μm or more and extending in an arbitrary direction are drawn at an arbitrary position on the surface of the film, the imaginary straight line is a portion that crosses the protrusion. When the average value of the length of the line segment is defined as the length of the protrusion, the length of the protrusion is 0.1 to 5.0 μm.
제2항에 있어서,
한 변이 1㎛인 직사각형 영역에 있어서의 상기 피막의 상기 표면의 산술 평균 조도(Ra)가 5 내지 50㎚, 조도 곡선의 최대 단면 높이(Rt)가 50 내지 500㎚, 제곱 평균 평방근 조도(Rq)가 10 내지 100㎚인 표면 처리 강판.
The method of claim 2,
The arithmetic mean roughness (Ra) of the surface of the film in a rectangular area with one side of 1 μm is 5 to 50 nm, the maximum cross-sectional height (Rt) of the roughness curve is 50 to 500 nm, and the root mean square roughness (Rq) A surface-treated steel sheet of 10 to 100 nm.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 피막 중의 인접하는 상기 돌기끼리의 사이의 영역에서의 상기 지르코늄의 농도는, 상기 돌기가 형성되어 있는 영역에서의 상기 지르코늄의 농도보다 낮은 표면 처리 강판.
The method according to claim 2 or 3,
A surface-treated steel sheet in which the concentration of the zirconium in a region between adjacent projections in the film is lower than that of the zirconium in a region in which the projections are formed.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 피막 중의 인접하는 상기 돌기끼리의 사이의 영역에서의 상기 아크릴 수지의 농도는, 상기 돌기가 형성되어 있는 영역에서의 상기 아크릴 수지의 농도보다 높은 표면 처리 강판.
The method according to claim 2 or 3,
A surface-treated steel sheet in which the concentration of the acrylic resin in a region between the adjacent projections in the film is higher than that of the acrylic resin in a region in which the projections are formed.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 피막에 있어서, 상기 바나듐의 질량과 상기 지르코늄의 질량의 질량비(V/Zr)가 0.07 내지 0.69이고,
상기 인의 질량과 상기 지르코늄의 질량의 질량비(P/Zr)가 0.04 내지 0.58이고,
상기 코발트의 질량과 상기 지르코늄의 질량의 질량비(Co/Zr)가 0.005 내지 0.08인 표면 처리 강판.
The method according to any one of claims 1 to 3,
In the film, a mass ratio (V/Zr) of the mass of the vanadium and the mass of the zirconium is 0.07 to 0.69,
The mass ratio (P/Zr) of the mass of the phosphorus and the mass of the zirconium is 0.04 to 0.58,
The surface-treated steel sheet having a mass ratio (Co/Zr) of the mass of cobalt and the mass of zirconium is 0.005 to 0.08.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 피막에 상기 지르코늄은, 금속 환산으로, 4 내지 400㎎/㎡ 함유되는 표면 처리 강판.
The method according to any one of claims 1 to 3,
A surface-treated steel sheet containing 4 to 400 mg/m 2 of zirconium in terms of metal in the film.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 피막의 단면에 있어서의 상기 아크릴 수지의 면적률이 20 내지 60면적%인 표면 처리 강판.
The method according to any one of claims 1 to 3,
A surface-treated steel sheet having an area ratio of 20 to 60 area% of the acrylic resin in the cross section of the film.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도금층이, 60질량% 이하의 Al, 10질량% 이하의 Mg, 2질량% 이하의 Si 중 1종 이상과, 아연 및 불순물로 이루어지는, 표면 처리 강판.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The surface-treated steel sheet, wherein the plating layer is composed of at least one of 60% by mass or less of Al, 10% by mass or less of Mg, and 2% by mass or less of Si, zinc and impurities.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 아크릴 수지가, 15 내지 25질량%의 스티렌과, 1 내지 10질량%의 아크릴산 또는 메트아크릴산과, 40 내지 58질량%의 아크릴산알킬에스테르 또는 메트아크릴산알킬에스테르와, 20 내지 38질량%의 아크릴로니트릴의 공중합체이며, 상기 아크릴 수지의 유리 전이 온도가 -12 내지 24℃인 표면 처리 강판.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The said acrylic resin is 15 to 25 mass% of styrene, 1 to 10 mass% of acrylic acid or methacrylic acid, 40 to 58 mass% of acrylate alkyl ester or methacrylate alkyl ester, and 20 to 38 mass% of acrylic It is a copolymer of nitrile, the glass transition temperature of the acrylic resin is -12 to 24 ℃ surface-treated steel sheet.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 피막이, 5질량% 이하의 불화물 이온을 함유하는 표면 처리 강판.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The surface-treated steel sheet in which the film contains 5% by mass or less of fluoride ions.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 표면 처리 강판의 제조 방법이며,
강판 상에 아연을 포함하는 도금층을 형성하는 공정과,
상기 도금층 상에 아크릴 수지와 지르코늄과 바나듐과 인과 코발트를 포함하는 수계 표면 처리 약제를, 롤 코터를 사용하여 도포하고, 도막을 형성하는 공정과,
상기 도막을 형성하고 나서 상기 도막의 건조를 개시할 때까지 0.5초 이상 유지하는 공정과,
상기 도막을 건조시키는 공정을
갖는 표면 처리 강판의 제조 방법.
It is the manufacturing method of the surface-treated steel sheet in any one of Claims 1-3,
A step of forming a plating layer containing zinc on a steel sheet, and
Applying an acrylic resin, zirconium, vanadium, phosphorus, and a water-based surface treatment agent containing cobalt on the plating layer using a roll coater to form a coating film;
A step of holding the coating film for at least 0.5 seconds until drying of the coating film is started after the coating film is formed;
The process of drying the coating film
A method for producing a surface-treated steel sheet having.
제12항에 있어서,
상기 수계 표면 처리 약제를 도포하는 공정에 있어서, 상기 강판이 상기 롤 코터에 돌입할 때의 상기 강판의 온도가 5℃ 이상 80℃ 이하인 표면 처리 강판의 제조 방법.
The method of claim 12,
In the step of applying the water-based surface treatment agent, the temperature of the steel sheet when the steel sheet rushes into the roll coater is 5°C or more and 80°C or less.
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